环境检测中土壤重金属监测技术要点研究.pdf

170能源环保与安全引言土壤属于无机物的一种，主要是指天然或人工的土壤。我国对土壤质量进行监测，主要包括对土壤污染程度进行监测、对土壤中有害物质含量进行监测以及对土壤中重金属含量进行监测等。在我国，由于工业化的飞速发展，很多工业生产过程中都会排放出大量的有害物质，其中包括废水、废气和废渣等。这些工业生产中排放出的有害物质不仅会破坏环境，而且还会影响土壤中重金属含量。据相关研究表明，我国土地污染中有近90%来自工业生产排放的有害物质。近年来，我国大部分地区土壤中的重金属含量已经超过了国家标准范围之内。比如在上海地区，近年来由于工业生产排放出大量污染物、长期过量使用农药等原因使得当地土壤重金属含量超标问题越来越严重。目前，我国大部分地区土壤受到重金属污染已经非常严重，土壤中的重金属会通过各种途径进入到植物和人体中，从而对人们的身体健康造成严重威胁。土壤中重金属含量越高，其对人体造成的危害就越大，这也是当前我国环境污染最为严重的地方。为了解决这一问题，有关部门应该高度重视起来，采取有效措施积极预防和控制土壤中重金属含量超标现象，相关工作人员必须加强对环境检测工作的重视程度。因此，本文就环境检测中土壤重金属监测技术要点展开研究。一、相关概念1.环境检测环境检测是指对环境污染的情况进行不断地观测和记录，收集有关数据、信息和样品，以对环境质量进行评价和预警的一种综合性技术手段。其目的在于保护环境，预防环境污染，掌握环境变化趋势，为环境管理和政策制定提供依据。环境检测具有广泛的意义。首先，在环境保护方面，通过环境检测的评估结果，能够指导环保部门有针对性地进行环境治理和管理，减少污染物的排放，打造更优美的生态环境。其次，在生产经营中，企业通过开展环境检测，能够更好地了解周围环境的污染情况，为改善生产过程中的污染物排放等问题提供有益的参考和基础数据。最后，在科学研究领域，环境检测能够提供大量、准确的环境数据，为科学家开展模拟计算、环境建模等高难度工作，提供更加全面、实用的数据支撑。2.土壤重金属污染重金属是指在标准状态单质大于4.5g/cm3，大约有45种。如铜、铅、锌、镍、铬、镉、锰、锡、汞、砷等，砷不是重金属，但其危害性质与重金属性质相同，故视为重金属。多数重金属离子超过一定浓度会对人体有害。土壤重金属污染是指土壤中含有较高浓度的镉、铬、铅、汞等重金属元素，超出了环境背景值或国家标准规定的安全限度。这些重金属元素主要来自工业生产、农业施肥、市政废弃物填埋和雨水渗漏等途径。土壤重金属污染是一个全球性的环境和健康问题，会对土壤生态系统和农作物生长质量造成严重影响，甚至对人体健康产生潜在危害。目前我国土壤重金属污染问题日益严重，全国有近2000万公顷土地受重金属污染影响。我国土壤重金属污染物种类众多，主要有镉、铬、铅、汞、砷、镍、铜、锌等多种重金属元素。如：铅能伤害人的脑细胞、致癌、突变等；食入汞后直接沉入肝脏，对脑神经、视力破坏极大，饮用水汞大于0.01mg/L就会引起中毒；铬会造成四肢麻木，精神异常；镉会导致高血压，心脑血管疾病，破坏骨钙，引起佝偻病，肾功能失调；铜过量会导致肠胃炎、肝炎、冠心病等；过多摄入镍可能导致皮肤红肿、瘙痒和皮疹等过敏反应。3.土壤重金属监测的重要性由于现代工农业、城市化等人类活动的不断发展，环境检测中土壤重金属监测技术要点研究杨文武广西西湾环境监测有限责任公司【摘要】近年来，随着我国社会经济的发展，各种污染问题也逐渐凸显出来，其中土壤污染问题尤为严重。土壤重金属污染的特点是其污染范围较大、浓度较高、危害较大等，其对人类健康和社会经济发展的影响深远。因此，需要重视土壤重金属监测工作，确保土壤环境质量。基于此，首先介绍了我国土壤重金属污染现状及进行土壤重金属监测的重要性，然后从四个方面对我国环境检测中土壤重金属监测技术要点进行了研究分析，最后提出了我国环境检测下土壤重金属监测技术发展展望。【关键词】环境检测；土壤重金属监测；技术要点【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2023.16.055171能源环保与安全土壤中存在着越来越多的污染物质，土壤重金属污染也日益成为一个严重的环境问题。因此，开展定期的土壤重金属监测非常必要。它有利于保证人类健康和生存环境的优化，有助于保障环境安全，促进人类可持续发展。具体来讲，针对土壤重金属进行检测可以保障环境安全和人体健康，还能够为科学研究提供基础数据，从保障环境安全的角度上讲，利用土壤重金属监测，可以了解重金属污染情况，如地下水、河流和湖泊等水源污染情况，对采取防治和修复措施具有重大意义。从保障人体健康的角度上讲，利用土壤重金属监测可以及时发现土壤问题，从而控制不符合种植条件的土壤进行农作物种植。可以有效抑制含重金属污染的农产品、水果等流入市场，降低因食用此类产品诱发疾病的可能性，保护人体健康。而就为科学研究提供基础数据而言，土壤重金属监测为科学家和环境工作者研究土壤污染物传播规律、生态效应、行业影响等提供了基础数据支撑，为相关领域的研究提供数据源，推动环境科学技术的进一步发展。二、环境检测中土壤重金属监测技术要点1.样品采集与处理为保证土壤重金属污染监测的准确度和可靠性，样品采集是一个非常重要的步骤。在进行样品采集之前，需要考虑不同的因素，包括环境背景、土地利用情况、地形地貌和土壤类型等。在每个采样点周围设置标志，以便准确标示即将采样的位置。根据不同的采样层次（如表层、深层、根层等），采集土壤样品。采样的方法应选择混合样品，以保证采得的样品能够充分代表该采样点的土壤情况。采样完成后，收集的样品需要进行一些必要的处理，以确保样品质量符合分析要求。针对土壤重金属污染监测的样品处理过程，通常需要进行干燥、研磨、分析等处理。在土壤重金属污染监测中，除了样品采集和处理之外，还需要了解什么分析方法和监测指标以及如何进行数据分析和应用。因此，在样品采集和处理的基础上，对分析方法、监测指标和数据分析进行深入学习，可以全面了解土壤重金属污染监测的相关内容。2.土壤重金属监测分析方法除了传统的化学分析法、光谱分析法、电化学分析法、放射化学分析法外，近年来涌现出一系列新的土壤重金属监测分析方法，目前环保重金属分析常用的手段为：原子荧光、原子吸收以及ICP-MS。（1）原子荧光。基态的原子蒸气吸收特定波长的辐射被激发到较高的激发态，然后回到较低的激发态或基态时发射出特定波长的辐射即原子荧光，其强度与被测元素的浓度成正比。As、Pb、Se等元素可形成气态氢化物，Hg形成原子蒸气，气态氢化物通过原子化器形成基态原子蒸气，被激发产生原子荧光。（2）原子吸收。仪器从光源辐射出具有待测元素特征谱线的光，通过试样蒸气时被蒸气中待测元素基态原子所吸收，用辐射特征谱线光被减弱的程度来测定试样中待测元素的含量，其原理和常用的721、724等分光光度计相同，都符合朗比尔定律，所以被叫作原子吸收分光光度计，分火焰、石墨炉两种。火焰主要用于含量较高的元素、石墨炉用于含量较低元素。该方法具有选择性强、灵敏度高、分析范围广、抗干扰能力强等优点。（3）电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）。电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS），它利用电感耦合等离子体将土壤样品中的金属元素转化为离子，然后根据元素质谱峰强度测定样品中相应元素的含量。该方法具有高通量、精度高、检测范围广等优点，在快速、高通量的多元素分析方面具有优势。3.土壤重金属监测指标在环境检测中制定土壤重金属监测指标非常必要。常规监测指标主要包括土壤pH值、有机质、全氮、全磷等基础性指标，这些指标反映土壤的基本情况和肥力水平。同时，针对重金属元素的监测指标也非常重要，包括铅、镉、汞、砷、铜、锌、镍、铬等元素。这些元素对土壤和人体都有较大的危害，特别是当这些元素比标准值高出一定比例时会危及人体健康。因此，应当针对不同的区域特点，在确保监测质量的基础上，确定符合实际需要的具体监测指标。在制定具体指标时，也应该考虑到环保政策变化等因素。在监测中，可以通过及时反馈监测结果，对相关部门指导或督促公司及时采取有效措施减轻或消除土壤重金属污染带来的危害。同时，加强对土壤重金属污染的监管和治理。4.数据分析及应用数据分析及应用是土壤重金属污染监测中的核心环节之一，对于保障农业生产、环境保护和可持续发展等方面都具有重要意义。数据分析过程中，不仅需要关注数据处理和统计方法的准确性和科学性，还需要重视数据的可靠性和重复性。只有这样才能保证监测结果的真实可信，并为后续应用研究提供准确的数据基础。在应用方面，根据土壤重金属监测数据，可以进行污染源定位和评价、土壤污染风险评估、危险源划分、污染潜力172能源环保与安全预测、环境监测报告编制等应用研究。这些研究成果将为农业生产、环保管理等提供参考依据，对农业、环保、土地资源的合理利用和可持续发展产生积极作用。污染源定位和评价是土壤重金属污染监测数据应用的一个重要方向。通过对土壤重金属浓度和分布情况进行分析，可以初步确定污染源的位置和类型，以及对周边环境产生的影响程度。同时，还可以评价污染源对土壤的污染程度和严重程度，为后续污染治理措施的制定提供科学依据。三、环境检测中土壤重金属监测技术发展展望 1.土壤重金属智能化监测技术智能化监测技术结合了传感器、人工智能和大数据技术的优势，有助于提高对土壤中重金属污染的监测能力和水平。首先，传感器可以智能监测土壤中重金属元素的变化，利用传感器可以快速获得大量数据，不仅可以大幅度提高监测的准确度，同时还可以提高监测的速度和效率，避免了传统方法中可能存在的数据误差和监测延迟等问题。人工智能技术可以通过对传感器数据的自动识别和处理，自主检测并发现土壤中重金属污染的发展趋势和严重性，有效避免人工监测所带来的误差，提高监测的精度和稳定性。而大数据技术则可以对传感器采集到的数据进行分析和建模，找出各种因素之间的关联性及其对土壤中重金属元素变化的影响，进而开发出预测模型及预警系统，并为相关部门提供决策支持，用以保护地球及人类健康。2.土壤重金属实时监测技术实时监测技术是指通过监测器中加入传感器和通信设备，实现对土壤中重金属污染的实时监测和远程数据传输的技术。相比传统的离线监测方式，实时监测技术具有监测数据实时、操作简便、精度高的优点。实时监测技术通过监测器中的传感器对土壤进行连续监测，将监测数据传输至云端，并通过专用平台进行数据处理和分析，生成相应的监测报告和警报，为决策者提供科学依据和决策支持。未来，实时监测技术在土壤重金属污染监测和管理领域的应用前景非常广泛。随着技术的不断进步和成本的不断降低，实时监测技术将越来越普及和成熟，为土壤重金属污染监测和管理提供可靠、低成本以及更高效的解决方案，推动环境保护和农业可持续发展。3.土壤重金属无损监测技术无损监测技术是一种在不破坏土壤基本结构的前提下对土壤进行监测的技术。这种技术通过采集土壤辐射光谱、电磁波等信息进行分析，从而得出土壤中重金属含量的分布情况。相较于传统的土壤取样监测方法，无损监测技术具有多种优势。首先，无损监测技术不需要在采样过程中破坏土壤基本结构，因此可以更好地维持土壤生态系统中各种有益微生物的生态环境。其次，无损监测技术具有高效、准确、可靠的优点，可以更加准确地分析出土壤中重金属的分布情况，从而更好地监测土壤污染状况，为土壤污染治理提供科学依据。4.土壤重金属可视化监测技术土壤重金属污染是现代农业和工业发展的副产物，它严重影响了人类和生态系统的健康。因此，准确监测和及时应对土壤重金属污染成了极其重要的任务。随着技术的发展和推广，可视化监测技术已逐渐走进人们的视野。通过虚拟现实、增强现实技术等手段，将土壤中重金属污染情况呈现在用户面前，不仅可以提高监测结果的直观性和可理解性，还能够让用户更好地理解土壤重金属污染情况。同时，这样的技术还可以为用户提供更具体、更细致的信息，从而为用户提供更准确、更有针对性的管理决策。与此同时，土壤重金属可视化监测技术有利于进行数据分析。用户可以通过深入了解具体的数据，并运用适当的方法和手段，准确分析和特征提取以及建立模型和规则，将数据分析和应用得到最终的价值。四、结语随着工业化进程的不断加快，环境污染问题频繁发生，尤其是土壤重金属污染问题引起了广泛关注。为更好地对土壤重金属污染进行防治，国家必须加大力度，对土壤重金属监测技术进行不断创新与优化。通过加强对土壤重金属监测技术的研究和探索，可以有效提高检测精度和效率，从而更好地确保环境检测工作的顺利开展。本文针对环境检测中土壤重金属监测技术要点进行分析与探究，希望可以通过本文的分析和研究为土壤重金属监测技术的不断完善与发展提供一些参考和借鉴，从而有效推动我国环境污染防治工作的顺利开展。参考文献：1王丽，朱黄强，何强.土壤重金属监测过程与质量控制分析J.皮革制作与环保科技，2023，4(03):149-151.2张雪，崔向坡.农业土壤重金属污染监测及防治探讨J.乡村科技，2022，13(01):123-125.作者简介：杨文武（1965），男，壮族，广西武鸣县人，本科，中级工程师，研究方向：重金属检测技术。