A. 土壤重金属检测的常用方法
土壤,地球的生命之源,正遭受着日益严峻的重金属污染威胁。这一问题的根源,主要来源于工业废弃物的排放、农药滥用、化学试剂污染等。重金属,如汞、镉、铅、铜、铬、砷、镍、铁、锰、锌等,因其不易分解性及转化成毒性更大的化合物,对生态环境和人体健康构成了严重威胁。下面,我们将探讨土壤重金属污染物的来源,以及检测方法的重要性。
土壤重金属污染无处不在。城市机动车尾气排放,不仅污染大气,也显着影响公路两侧土壤的重金属含量。随着汽油的改性与新能源车辆的普及,汽车尾气污染得到缓解。然而,生活垃圾中的废旧电池、电子产品等固体废弃物,因含有大量重金属元素,长期堆放后通过雨水淋洗,将有害元素释放到土壤中。垃圾分类与集中处理是减少此类污染的有效途径。
空气中的重金属污染物同样会转移到土壤中。家庭燃煤、采矿和冶炼等企业的废气排放,通过重力和风的作用直接降落地面,或通过降水过程“洗”入土壤,扩大污染范围。此外,工矿业等的污水灌溉也是农业土壤重金属污染的重要来源,重金属通过土壤截留固定,加剧了污染。
农业生产中,化肥、农药和地膜等的不合理使用,也会导致土壤重金属污染。化肥中的重金属污染物质,尤其是磷肥,以及农药中的汞、砷、铜、锌等重金属,都对土壤构成了威胁。地膜的推广使用,不仅造成白色污染,其生产过程中加入的镉、铅等热稳定剂,也加重了土壤重金属污染。
重金属污染土壤后,会对土壤的组成、结构和功能产生不利影响,抑制微生物活动,导致有害物质积累,进而引发土壤质量下降、植物生长障碍等问题。重金属污染的土壤,通过“土壤→植物→人体”或“土壤→水→人体”的途径,间接威胁人体健康。
我国重金属污染的耕地面积约占总耕地面积的1/6。作物生长在受污染土壤中,根系活力降低,重金属在作物体内富集。人类摄入富集重金属的作物后,重金属在体内积累,可能导致机体损伤,严重时甚至危及生命。因此,土壤重金属污染防治与检测技术的研究,对于保障农业生产和人体健康具有重要意义。
目前,土壤中的重金属检测方法主要包括化学方法、物理方法、生物方法等。其中,原子吸收法、原子荧光等光谱法、质谱法、射线荧光光谱法等光谱分析技术,以及汞分析仪等快速测定方法,因其高灵敏度、选择性强、操作简便等优点,广泛应用于土壤重金属检测。
化学方法通过采用不同的酸体系,破坏土壤矿物晶格,使待测元素以离子态进入试液。常用酸体系包括盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸法、硫酸-硝酸-氢氟酸-盐酸法等。加热分解土壤样品的设备包括电热板、高压密闭消解法、微波消解仪器、石墨消解仪等。常见的化学分析方法有原子吸收光谱法、原子荧光光谱法等。
物理方法主要包括X射线荧光光谱法、激光诱导击穿光谱法、测汞仪法等。这些方法通过分析待测物质的物理性质,如特征谱线,进行定性或定量分析。
生物方法,如酶抑制法和生物传感器法,通过检测土壤中生物个体、种群或群落对重金属的反应,从生物学角度评估土壤污染。这些方法具有快速、简便的特点,适合现场、原位和远程应用。
土壤重金属检测方法的选择应根据工作任务要求确定,或满足客户需要。同时,考虑方法的测定精密度和准确度。当前,光学和电化学类方法在土壤重金属检测中占据主导地位,新型快速检测方法的发展趋势显着,旨在不断优化和完善传统方法,提高检测效率和准确性。