APP下载

土壤重金属快速监测技术研究

2021-11-28朱业玲

皮革制作与环保科技 2021年8期
关键词:检测法金属元素监测技术

曾 凯,朱业玲

(韶关市环境监测中心站,广东 韶关 512026)

工业生产中不合理地排放废弃物,很容易造成重金属污染,而且由于各类工程在生产过程中对于自身的约束不足,导致有害废弃物大量排放,使得土壤中的重金属含量不断飙升。而重金属无法被微生物降解,在土壤中会持续累积,当达到一定含量之后,就会造成严重的土壤污染,重金属监测的重难点在于土壤中的重金属含量很难被肉眼所观测到,因此就需要借助相应的土壤重金属快速监测技术,以此来实现对土壤中的重金属元素和具有含量的把控和确认,以此来提高重金属防治工作的有效性。

1 土壤重金属

土壤重金属污染从本质上来说是属于土壤无机污染当中的一种,但是我们发现,土壤中所含的重金属是无法通过土壤微生物进行分解的,而土壤特殊的结构使得土壤很容易积累重金属,当浓度累加到一定程度之后,就会逐渐转变为甲基化合物.而且很多有毒物质还会通过植物转化到食物链中,以有害浓度积累在人体中。可以说土壤重金属是我国当下极为严重的环境污染问题,对于国民健康有极大的危害。

一般来说,根据土壤重金属污染物的元素不同,大致可以相应的分为汞、镉、铅、铜、铬、砷、镍、铁、锰、锌等多种元素。而这些元素有些是植物需要的生长元素,而有些则是属于植物生长不需要的元素,而通常这类不需要的元素,会对人体产生极大的影响和危害。

诸如铜、锌,这类元素是植物生长发育过程中所需要的元素,而且人体也需要定量的摄入,但是正所谓月满则亏,水满则溢,当这些元素过多时,反而会阻碍植物的正常生长。而镉、汞和铅等元素会直接表现为阻碍植物生长发育,而且人体摄入之后会产生很多的不良反应,所以这些元素是属于植物生长不需要的元素[1]。可以说,不同的元素在土壤中的形态也会有着很大的差异,同时由于元素之间的特性,导致实际的迁移转化特点和污染性质也有着很大的区别。因此在实际的土壤重金属监测和救治过程中,需要对元素不同的含量进行确定,对于有益和有害元素进行充分分析。

2 土壤重金属的来源

目前来说,土壤重金属元素的来源主要是两种途径,即人为输入和自然来源,其中又以人为输入的比例最为庞大。而自然来源大多是成土母质或者是成土过程中所决定的土壤重金属含量,从一定角度上来说,自然来源大多是有益的。而人为输入多是由于工业、农业、交通等产业的输入,所以会导致大量的重金属污染[2]。

2.1 人为输入

我国在发展过程中,工业、农业产业的存在,会导致一系列重金属污染问题的滋生。尤其是近几年,由于工业对于重金属元素的研究和使用,其在我们的生产和生活中有着相当广泛的应用,比如说有色重金属矿床的开发和冶炼就会对环境产生大量的重金属。除此之外,还有选矿、采矿、冶金、电镀、电工、染料、纺织、炼油等都会对土壤排放大量的重金属元素[3]。这些人为输入的重金属污染源大多数都是点性的污染源,即排放到土壤之后会表现出不均匀污染,其中尤以局部地区的过度重金属污染最为严重。再加上我国日益加深的城市化程度,使得国内工业和交通产业的快速发展,促使了各类有毒排放物的增加,导致汞和铅等有害重金属的产出和排放。并且,沉降重金属污染在实际的土壤污染中也表现得极为严重,尤其是对于化石燃料的燃烧,由于我国的燃烧技术还存在着很多的问题,所以会表现出不完全燃烧,而不完全燃烧就会产生大量的重金属元素。除此之外,汽车所燃烧的燃料多是汽油,而汽油本身可燃就会表现出一定的爆炸性,为了避免汽车燃烧汽油爆炸,就会在汽油当中添加大量的抗爆剂,即四乙基铅和四甲基铅。凡此种种,大量的有害重金属排放使得我国土壤重金属态势变得越加严重。

2.2 自然来源

自然来源主要是因为土壤本身是由于岩石风化所产生的,而岩石会蕴含大量的重金属元素,这就导致土壤在形成之后就会或多或少地蕴含一些重金属元素。而且,成土母岩的化学元素还会对土壤的化学最初含量有着相当大的影响,比如说,石英质岩石就会对土壤中的重金属含量有着很强的控制效果,而碳酸盐岩石对于土壤中的重金属含量控制能力则相对较弱。除此之外,重金属降尘也是导致土壤重金属含量增加的原因之一,自然界的各种危害,诸如森林火灾、火山爆发、海浪飞溅、植被排除、风力扬尘会将重金属容纳物浮于空中,而空中的一部分重金属元素被植物吸收,而另一部分则会表现为尘降现象进入到土壤中,不同区域之间的土壤重金属含量也有着很大的差异,诸如矿床周边的土壤所包含的重金属就相对丰富。

3 土壤重金属快速监测技术

结合上文,我们充分地分析了土壤重金属的相关概念和知识,并且在一定程度上对土壤重金属的来源进行了分析,为了应对土壤重金属污染,需要运用一些快速监测技术来对一定面积区域内土壤中的重金属元素种类和含量进行准确的监测,以此来优化防治工作。

目前来说,我国常用到的土壤重金属快速监测技术类型主要有两种,即光谱检测法、电化学生物传感器检测法等。

3.1 光谱检测法

该类技术主要是依据光的吸收、发射、散射等作用,通过运用光学一起检测相关光谱波长及强度进行定性定量分析,其中发展最为迅速和应用最为广泛的就是X射线荧光光谱法(XRF)。X射线荧光光谱法(XRF)是一种利用样品对X射线的吸收来定性定量的分析技术,其优势在于同时测定多种元素,快速准确、操作简单,但较实验室常规分析方法而言,其精度较低、重复性较差,后续发展中优化对基体效应的校正和本底的扣除,降低检测限,提高定量检测的准确性。

3.2 生物化学传感器检测法

该类技术主要是在化学传感器基础上发展的一种分析检测技术,利用固定在电极或探头上的蛋白质或酶的特异性与待测物质结合产生的变化,通过将变化情况转换为电信号从而对其中的重金属进行快速监测,常用的有酶分析法,免疫分析法等。该类技术均具有操作较简单,灵敏度高的优点,但受限于相关酶、络合物、抗体等因素,难以同时对多种元素进行检测,而且单样品中含有有机污染物时,容易受到干扰等不足,后续发展中应以多种元素检测、提高设备精密度,缩小设备体积为方向,使该类技术进一步得以应用。

4 结论

综上所述,土壤重金属污染是我国当下极为严重的环境污染问题,为了有效地解决这一问题,就需要运用专业的监测技术来对土壤中的重金属成分和含量进行具体的分析,以此来方便后续土壤重金属防治工作的进行。

猜你喜欢

检测法金属元素监测技术
汽车胎压监测技术探讨
基于北斗的高压输电杆塔智能实时监测技术与应用
浅析GB50325-2020与GB/T18883-2002关于室内环境污染物检测法的区别
宁夏发布水泥企业超低排放评估监测技术指南
广播电台播控系统的监测技术研究
用AFP、LDH、GGT、ALP和CA19-9联合检测法诊断肝癌的临床价值分析
金属元素及其化合物
有源滤波器单次谐波正负序统一检测法
嗓音类型的鉴定方法与特点
非金属元素及其化合物考点复习导航