A. 土壤重金屬檢測的常用方法
土壤,地球的生命之源,正遭受著日益嚴峻的重金屬污染威脅。這一問題的根源,主要來源於工業廢棄物的排放、農葯濫用、化學試劑污染等。重金屬,如汞、鎘、鉛、銅、鉻、砷、鎳、鐵、錳、鋅等,因其不易分解性及轉化成毒性更大的化合物,對生態環境和人體健康構成了嚴重威脅。下面,我們將探討土壤重金屬污染物的來源,以及檢測方法的重要性。
土壤重金屬污染無處不在。城市機動車尾氣排放,不僅污染大氣,也顯著影響公路兩側土壤的重金屬含量。隨著汽油的改性與新能源車輛的普及,汽車尾氣污染得到緩解。然而,生活垃圾中的廢舊電池、電子產品等固體廢棄物,因含有大量重金屬元素,長期堆放後通過雨水淋洗,將有害元素釋放到土壤中。垃圾分類與集中處理是減少此類污染的有效途徑。
空氣中的重金屬污染物同樣會轉移到土壤中。家庭燃煤、采礦和冶煉等企業的廢氣排放,通過重力和風的作用直接降落地面,或通過降水過程「洗」入土壤,擴大污染范圍。此外,工礦業等的污水灌溉也是農業土壤重金屬污染的重要來源,重金屬通過土壤截留固定,加劇了污染。
農業生產中,化肥、農葯和地膜等的不合理使用,也會導致土壤重金屬污染。化肥中的重金屬污染物質,尤其是磷肥,以及農葯中的汞、砷、銅、鋅等重金屬,都對土壤構成了威脅。地膜的推廣使用,不僅造成白色污染,其生產過程中加入的鎘、鉛等熱穩定劑,也加重了土壤重金屬污染。
重金屬污染土壤後,會對土壤的組成、結構和功能產生不利影響,抑制微生物活動,導致有害物質積累,進而引發土壤質量下降、植物生長障礙等問題。重金屬污染的土壤,通過「土壤→植物→人體」或「土壤→水→人體」的途徑,間接威脅人體健康。
我國重金屬污染的耕地面積約占總耕地面積的1/6。作物生長在受污染土壤中,根系活力降低,重金屬在作物體內富集。人類攝入富集重金屬的作物後,重金屬在體內積累,可能導致機體損傷,嚴重時甚至危及生命。因此,土壤重金屬污染防治與檢測技術的研究,對於保障農業生產和人體健康具有重要意義。
目前,土壤中的重金屬檢測方法主要包括化學方法、物理方法、生物方法等。其中,原子吸收法、原子熒光等光譜法、質譜法、射線熒光光譜法等光譜分析技術,以及汞分析儀等快速測定方法,因其高靈敏度、選擇性強、操作簡便等優點,廣泛應用於土壤重金屬檢測。
化學方法通過採用不同的酸體系,破壞土壤礦物晶格,使待測元素以離子態進入試液。常用酸體系包括鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸法、硫酸-硝酸-氫氟酸-鹽酸法等。加熱分解土壤樣品的設備包括電熱板、高壓密閉消解法、微波消解儀器、石墨消解儀等。常見的化學分析方法有原子吸收光譜法、原子熒光光譜法等。
物理方法主要包括X射線熒光光譜法、激光誘導擊穿光譜法、測汞儀法等。這些方法通過分析待測物質的物理性質,如特徵譜線,進行定性或定量分析。
生物方法,如酶抑製法和生物感測器法,通過檢測土壤中生物個體、種群或群落對重金屬的反應,從生物學角度評估土壤污染。這些方法具有快速、簡便的特點,適合現場、原位和遠程應用。
土壤重金屬檢測方法的選擇應根據工作任務要求確定,或滿足客戶需要。同時,考慮方法的測定精密度和准確度。當前,光學和電化學類方法在土壤重金屬檢測中占據主導地位,新型快速檢測方法的發展趨勢顯著,旨在不斷優化和完善傳統方法,提高檢測效率和准確性。