土壤环境监测中分析化学的应用研究.pdf

CleaningWorld2023年6 月专论与综述第3 9 卷第6 期世洗界清文章编号：16 7 1-8 9 0 9（2 0 2 3）6-0 0 9 0-0 0 3土壤环境监测中分析化学的应用研究张耀（甘肃省酒泉生态环境监测中心，甘肃酒泉735000)摘要：土壤是人类生存的重要基础，土壤环境直接关系到了社会经济发展和自然生态质量。我国有着十分广阔的国土面积，土壤的分布也十分复杂，想要维护社会经济、生态的可持续性发展，有必要做好土壤环境的监测工作。分析化学是获取物质化学组成以及结构信息的一种分析科学，通过应用这种科学，可显著提升土壤环境监测的效果，同时也能够为监测网络的构建奠定良好的基础。本文首先对于土壤污染的危害进行阐述，同时对于我国土壤环境监测现状进行分析，最后对于土壤环境监测中分析化学的应用进行研究。希望通过本文，能够为分析化学在土壤环境监测中的合理应用提供一些参考和帮助。关键词：土壤环境监测；分析化学；现状分析中图分类号：X833文献标识码：A1土壤污染的危害土壤污染物包含了有机废物、有机农药、化学肥料以及病原体和寄生虫等。我国的土壤污染问题包含了盐渍化、荒漠化等，其中的污染物主要源自于工业污染和农业化肥等，主要集中在运输线和工矿区域的铅、汞等重金属元素造成的污染。土壤污染所具备的特点包含了高隐蔽性和高延迟性，与其他污染类型相比，土壤污染不易被发现，且污染主要集中在某个区域范围内。土壤污染是逐步积累起来的，恢复起来十分困难，因为土壤污染并不具备自净能力，一旦持久污染物和重金属进入到了土壤当中，那么将会不断的积累而造成严重的污染。土壤污染问题的出现，对我国的自然生态和可持续性发展带来了不利影响，甚至对人们的生命安全带来威胁。具体来看，土壤污染的危害主要体现在这样几个方面：首先，土壤污染使得土地资源稀缺性增加。其次，土壤污染降低了农作物产量，每年因为重金属污染而导致粮食减产150 0 万t，经济损失达到了3 0 0 亿。第三，土壤污染对农业出口造成了阻碍，例如我国的东部地区土壤中有机污染物甚至达到了六十多种，不利于我国的农产品出口。最后，土壤污染会对人们的生命健康带来威胁。通过调查研究发现，土壤污染会直接导致食物受到污染，甚至会增加某些疾病的发病率。例如一些土壤污染区域的居民存在肝脾肿大问题。同时，土壤污染物也会因为风的影响而进入到大气当中，通过人的呼吸来进入到人体当中，从而对人们的生命健康带来不利影响。另外，土壤污染还会导致地下水污染，这同样不利于人们的生命健康。2我国土壤环境监测的现状我国的生态环境部门、自然资源部门以及农业农村部门都分别进行了全国土壤调查，但调查的目的各有不同，在调查中有着不同的侧重点。例如农业部门的土壤调查工作主要针对的是农用地和耕地，包括了土壤肥力调查等。国土资源部门的调查方向主要是背景值和土壤资源等。环保部门主要调查的是土壤环境状况。按照调查目的，不同行业所制定的标准也各有不同，我国的土壤监测标准当中无论是环保行业标准还是国家标准，都更加重视检测土壤污染物，而农业行业主要关注的是土壤理化指标和营养元素。从目前来看，在土壤监测工作中，环保部门在其中发挥着主导作用，使得其他行业部门关于土壤的监测和调查也纷纷对标准和要求进行了调整。下作者简介：张耀（19 9 2-），男，本科学历，工程师，研究方向：环境监测收稿日期：2 0 2 3-0 2-2 2。91耀土壤环境监学的应用研究张第3 9 卷面将对农业土壤监测、土壤环境质量监测以及土壤地质环境监测进行简单论述。首先是农业土壤监测，该监测工作对于保护农产品的安全有着十分重要的意义，监测的目标主要是农业区的农作物和土壤，通过了解其中的污染物留存状况来对农产品的安全进行评价。与此同时，也要对分析造成污染的根源所在，从而给予相应的建议和防治方法，为相关政策的制定提供有效依据。通常来看，农业土壤监测的信息主要包含了含水量、盐度和肥力等几个方面，并对肥力变化和耕地质量进行持续跟踪。每年都会组织开展农业土壤和农产品的环境监测，其指标包括了重金属、理化性质和有机质等。其次是土壤环境质量监测，如今我国已经在耕地肥力方面形成了较为完善的监测网络，但关于土壤环境的监测仍然未能够形成系统性的覆盖。工业污染和土壤污染物是当前监测的主要目标，土壤环境质量监测工作一般以5年为一周期，选择重污染企业和饮用水源地作为主要监测区域，对土壤污染高风险区域和敏感区域进行跟踪监测。在对林草地土壤和耕地土壤分布进行监测时，主要关注的是其中的空间变异情况和污染物含量，通过网格布点法来对监测点位进行布设。调查工业污染土壤，主要针对的是场地土壤污染和企业污染，从中找出已经或者可能造成水土污染的企业，通过调查、评估来制定具体的治理方案。土壤环境质量监测的内容包括了阳离子交换、有机质含量、pH值等理化指标，同时也包括了常见的重金属元素，例如铜、汞、镍、铅等等，另外也包括了多环芳烃等有机物和工业生产污染物。根据相关部门要求，每10 年开展一次土壤污染情况调查，并由生态环境部门来负责制定土壤环境监测规范，统一规划监测点的设置，形成监测网络。最后是土壤地质环境监测。近年来土壤监测调查主要针对的是化学元素含量变化，结合元素分布特点和土地利用情况来对监测重点区域进行划定，将其中具有代表性的区域作为监测点，监测目标包括了灌溉水和大气干湿沉降等因素，主要反映的是土壤化学物质的变化规律，并结合成土母质和地貌成因以及水系流域等因素来划分监测地质点位。3分析化学在土壤环境监测中的应用研究可以说分析化学属于化学学科中的重要组成部分，主要是研究化学组成以及物质结构等方面内容的科学方法，化学分析不但能够明确物质形态、结构以及性质之间的关系，也能够对物质组分含量和化学组成进行鉴定。由此可见，分析化学和土壤环境监测工作有着很高的匹配性，在土壤环境监测工作中对于分析化学进行应用，有着很强的可靠性和准确性，并具备了统一的监测标准和技术标准。与此同时，很多分析化学的设备仪器操作起来也十分的简单，能够实现自动化监测，对于元素定量和定型很大的优势，与我国的土壤环境监测要求相符合，3.1应用分析化学的优势首先，分析化学对于土壤环境监测而言有着较高的兼容性，能够对多种不同类型的土质和地形进行监测，并且在实际的应用过程中具备了方便和灵活的特点，对于土壤环境监测工作的顺利开展带来了有利影响。其次，分析化学适合多种物质的监测工作。土壤有着多种不同的类型，不同类型的土壤有着不同的土壤结构和土质分布情况，而分析化学适合用于多种物质的分析和监测工作当中，并能够有效的完成对土质及其分布的监测工作，从而对于土壤环境的治理工作带来有利条件。第三，分析化学所获得的结果更加准确可靠，土壤环境监测工作中所应用的标准存在着动态性特征，需要将分析化学与监测设备结合在一起，才能够更好的发挥出分析化学的作用，让其所获得的结果更加可靠。3.2分析化学的具体方法首先是发射光谱法，该方法有着非常高的灵敏性，利用等离子燃烧装置来发射高温光源，使得监测深度获得进一步的增加，同时也提高了土壤重金属的测量精确程度。其次是分光光度法，这一方法如今在监测过程中应用的十分普遍，不但操作起来十分简单，且整体的成本较低，有着非常高的灵敏度，所以得到了较为广泛的应用。再加上近些年来研发了具备更高灵敏度的显色剂，使得分光光度法监测结果的覆盖面和精确程度都得到了大幅度的提升。第三是中子活化法，该方法同样有着非常强的灵敏度，在进行土壤环境监测的过程中，主要应用该技术来监测土壤中的各类元素，尤其是在对某单一元素进行监测时，不会对土壤造成任何负面影响。离子色谱法可解决传统监测工作中遇到的问题，使得土壤环境监测结果的精确程度获得提高，但离子92第6 期清洗世界色谱法的应用相对较为复杂，有着一定的操作难度。3.3具体应用示例从目前的情况，在对土壤环境进行监测的过程中，主要侧重于土壤水环境质量、土壤重金属离子以及土壤理化性质这几个方面内容的监测。下面会对这几个方面检测中分析化学的应用进行探讨。首先，是监测土壤中的水环境，监测的目标包括了土壤的含水率、养分以及pH值等，土壤水环境中的养分包含了碱解氮、速效钾、速效磷以及全钾全氮等。另外会对最终的监测结果进行分级显示。土壤含水率监测的方法主要包括了FDR法、灰度反演法、称重法等。从目前的情况来看，主要采用的是电阻率法和分析化学法中的重量分析法。电阻率法：土壤中的空隙度以及含水率可以通过土壤电阻值来进行体现，水作为良电导体，使得土壤中的空隙会形成高电阻区域，因此测量电阻分布，能够获得土壤中的空隙分布和水含量分布。通过电阻率法来对土壤中的含水率进行测量，一般会应用高密度电法仪器来获得电阻分布，并利用经验公式来进行转化，使得土壤电阻分布能够直接变为土壤含水分布。重量分析法：称重一定的土壤样本并标记量值，将其烘干后进行重量标记，通过这两个量值来利用公式对土壤的含水率进行计算。对比这两种方法能够发现，电阻率法因为要布线所以整个操作过程十分繁琐，重量分析法操作起来更加简单。同时，电阻率法能够测量的深度更深，且结果更加准确，并且能够测量到土壤垂直剖面的水含量。而重量分析这一方法所测量的含水量数值仅为一定范围内，且不能够获得土壤剖面的分布数值。所以相比之下土壤含水监测更加适合应用分析化学中的重量分析法。其次是关于土壤理化性质的监测。土壤的理化性质与土壤的pH值以及有机质等部分内容有着重要的关联，在监测pH时一般采用的是pH计或者pH试纸，pH计主要采用的是原电池原理，电极所具备的属性和其电动势之间的关系紧密，也和溶液当中的氢离子浓度有着一定的关联，氢离子浓度的负对数即为PH值。最后是监测重金属离子。土壤中的重金属离子主要包含了十四种，可以采用离子色谱法、分光光度法以及原子吸收法来完成监测工作。在采用分光光度法时，需要应用到分光光度计，获得离子浓度曲线。将分光光度计放入土壤水溶液获得吸光度，将其带入到工作曲线当中从而获得浓度。通过多次测量即可获得该地区的离子平均浓度。当前的电子荧光技术可准确检测水溶液中的金属，例如铋、砷等。与此同时，该方法的灵敏性和精确度都很高，能够避免基体干扰，主要应用于对溶液中化学元素的测定。通过离子色谱法，可有效检测阴阳离子，仅需要进样一次即可分析其中的多个成分，有着很强的灵敏性。4结语综上所述，随着土壤问题的愈发严重，需要重视对土壤环境的保护和治理，在实际开展工作过程中，需要应用到土壤环境的监测技术手段，这些技术在土壤环境保护工作开展中发挥着关键的作用，尤其是分析化学这一技术得到十分广泛的应用。在土壤环境监测中，通过应用分析化学法，能够有效应对项目复杂且种类繁多等问题，实现多物种的有效监测，并能够保证结果的可靠。通过将土壤环境监测技术与分析化学之间结合在一起，来推动这项工作的良好发展，制定统一标准来更好的发挥出这两者的优点，实现工作中的优势互补，提升土壤环境治理的成效。参考文献：1董旭斌，姚燕红，邬晨星.土壤环境监测基础点位布设方法研究 J.皮革制作与环保科技，2022,3(7):78-80.2 陈志，王志.土壤环境监测技术综述 .资源节约与环保，2 0 2 0(8):58,3郑静宜：土壤环境监测方法及其质量控制 J.山西化工，2 0 2 2,4 2(6):18 6-18 7,19 6.4 李俐.论土壤环境监测基础点的设置 J.资源节约与环保，2 0 2 1(8):6 8-6 9.5 张鑫.中国土壤环境监测的现状、问题与对策 J.科学与信息化，2 0 2 2(8):2 8-3 0.6梁林洲，陈香，胡文友，等，中国土壤环境监测装备领域专利情报分析 J.土壤学报，2 0 2 1,58(2):4 3 3-444.7韩文.对土壤环境监测质量控制问题探讨 .清洗世界,2 0 2 2,3 8(3):7 8-8 0.8李李泽源.浅析土壤环境监测中分析化学的应用 1现代盐化工，2 0 2 1,4 8(4):7 7-7 8.