土壤重金属检测技术研究现状及发展趋势

土壤重金属检测技术研究现状及发展趋
势
摘要：近年来在我国工业生产、化工生产、农业发展的过程中，土壤重金属污染问题开始越来越严重，合理使用土壤重金属检测技术能够为土壤环境的管理和改善提供准确的数据依据，是保护生态环境的重要技术措施。

为探索最佳的土壤重金属检测技术方式，下文分析目前的相关检测技术研究现状，提出未来发展趋势，旨在为有关的土壤重金属检测技术高效化、合理性应用夯实基础。

关键词：土壤重金属检测技术；研究现状；发展趋势
目前我国在土壤重金属检测的过程中，主要进行金银、铜铁等各种常见金属的监测，虽然没有明确重金属污染的概念，但是通常将行业之内的元素密度为每立方米5克之上界定成为重金属，尤其是汞元素、锰元素、锌元素、铅元素、氯元素等等。

近年来在我国农业、工业快速发展期间，土壤重金属污染不仅会导致农产品生产质量降低，还会传递到人类身体中，威胁着身体健康，因此，在实际工作领域中开展重金属污染的检测工作势在必行，应该科学采用先进的重金属检测技术，为有关的土壤污染问题的防控、治理提供准确依据。

1土壤重金属污染与检测技术应用意义分析
1.1 土壤重金属污染分析
当前我国在化工产业、农业生产、交通事业快速发展的过程中，土壤重金属污染问题逐渐增多，已经成为广泛存在的现象，国家很多地区都开始出现土壤重金属污染的现象。

对于重金属来讲，具有无色、无味的特点，进入土壤之后人们短时间之内无法感知，但是在食物转化、积累的过程中，会出现一系列的反映，对人体健康造成一定的危害。

与此同时，重金属具有性质稳定的特点，自身不能
降解、在环境中也很难分解，长时间积累在土壤中，会使得土壤性能降低，并且
对土壤功能所产生的损害不可逆，一旦出现重金属污染的现象，就会出现严重的
损失。

1.2 检测技术的应用意义
我国社会快速进步的过程中，人们的生活质量、生活水平有所提升，对身体
健康更加关注，而土壤出现重金属污染的现象，就会导致人们的身体健康受到一
定的威胁，在此情况下，科学开展土壤重金属检测工作、合理使用先进的检测技
术非常重要。

但是目前我国有关的土壤重金属检测技术发展的过程中，和西方发
达国家的技术水平存在差距，不利于相关工作的高效化并且有效性的实施，甚至
在化学检测技术不成熟的情况下，使用某些化学试剂开展检测工作，还会出现土
壤二次污染的现象，不利于有关工作的高质量、优化性开展。

因此，在未来发展
的过程中，合理研究开发先进的土壤重金属检测技术非常重要，应该予以足够的
重视，争取利用先进的技术增强土壤重金属检测的工作效果，为土壤污染的治理
提供一定支持。

2土壤重金属检测技术的研究现状
2.1 常规的检测技术
近年来在土壤重金属检测技术的研究工作领域中，常规性的检测技术主要为：
2.1.1 电化学检测技术
对于电化学检测技术来讲，主要就是离子选择性电极检测技术、极谱分析检
测技术、电位溶出检测技术。

①对于离子选择性电极检测技术来讲，可以将土壤
重金属污染的溶液样本中的某些特定性离子活度转变成为电位，电位和溶液之内
给定离子活度的对数之间有着线性的关系，利用此类关系能够明确溶液样本之内
的重金属含量数据值。

专家在研究中就使用了多元线性回归离子选择检测技术，
测定了土壤溶液样本中铅元素的含量，可以确保检测的合理性，同时还实现了铜
离子的质量浓度测定目的，达到良好的检测技术应用作用[1]。

②极谱分析技术，
是将指定的滴汞电极当做是操作过程中的电极，分析并且研究电解反应期间的电
流情况和电压情况，按照二者相互之间的关系定量开展分析工作，获得到重金属污染的数据值，目前在极谱分析技术领域中主要使用极谱催化波技术、单扫描极谱技术、脉冲极谱技术，可以有效测定矿产灰渣中的重金属污染成分，同时还能按照铁、锌在某些溶液之内有着灵敏性导数波的特点，使用极谱分析技术措施，能够全面测量铁和锌的具体含量数据值。

除此之外，利用催化极谱技术方式，对固废中钨和钼的含量进行了测定，检测数据表明具有一定的检测应用优势。

③电位溶出技术措施。

此类技术在恒电位的工作条件中，能够使得被检测的土壤重金属物质先通过电解富集在工作电极中，之后利用化学试剂或者是附加电流使其出现氧化还原反应，最终实现溶出的目的，在此期间需要准确记录电极电压随时间变化的曲线，绘制相关的曲线图，利用电极电位与时间的曲线分析的方法。

④溶出伏安技术。

此类技术在应用期间主要是进行被检测成分预电解富集处理，在溶出以后使用扫描测定的技术。

操作起来非常简单，具备一定的抗干扰能力，灵敏性也很强，长期以来被认为是重金属检测技术中最为有效的一种，检测的限度较为宽泛，具有一定的应用作用和优势[2]。

2.1.3 光学检测技术
近年来在光学技术与电子技术快速发展的过程中，我国在土壤重金属检测领域中，按照光的吸收作用、发射作用和散射作用等，创建光学检测技术模式，使用有关的仪器设备对土壤进行检测，利用相关光谱波长的数据值、强度数据值开展定定量的分析工作，检测出土壤重金属含量。

近年来我国在土壤重金属检测的工作中，已经开始使用吸收发射光谱法、原子荧光光谱法、电感耦合离子体发射光谱法、激光诱导击穿光谱法、X射线荧光光谱法、分光光度法等等，取得了良好的成绩，不仅能够提升土壤重金属检测工作的效果，还能打破传统技术和检测方法的局限性。

专家在研究中使用原子吸收光谱技术进行土壤中重金属含量的测定，精确度较高，和紫外分光光度检测法相比，可以测量的范围更广，应用的效果更高。

与此同时，光学检测技术应用的过程中，仪器设备在土壤重金属检测期间应用的准确性、精确度都很好，具有一定的技术优势，可以对土壤中重金属含量进行系统化的检测和分析，获取到非常准确的结果，误差问题很少，有助于相关检测工作的全面执行[3]。

2.1.3 生物学检测技术
此类技术在土壤重金属检测中的应用具有良好的效果，主要的技术措施包括：①酶分析法。

此类技术是按照土壤重金属具备生物毒性的原理，将甲琉基或琉基
形式当做是酶活性中心，对酶的活性中心结构还有性能进行改变，结合重金属浓度、酶系统的变化情况，定量开展土壤之内重金属含量的测定工作。

在一定程度
上可以确保土壤重金属检测的准确性、科学性。

②生物传感器检测技术。

此类技
术在应用期间主要将生物材料和被测定的样本相互整合，利用信号转换器设备将
其转化成为光信号和电信号，结合信号的情况定量开展土壤重金属含量的测定工作，近年来在研究工作中主要使用酶传感器技术措施、蛋白质传感器技术措施、
细胞传感器技术措施、微生物传感器技术措施。

由于此生物活性决定于生物传感
器的寿命，一般情况下在受到环境条件的影响下，此生物传感器的寿命很短，在
应用推广上受到极大的限制[4]。

③免疫分析技术。

上个世纪九十年代最初阶段，
国外就已经开始应用免疫检测的技术方式，主要进行有机污染物方面的检测，还
有重金属离子检测，应用的效果较高。

在使用免疫分析技术之前，需要选择具有
一定符合条件的金属络合物，将其和金属离子之间相互整合，获取到相应的空间
结构，产生反应原性，同时还需将已经整合的金属离子化合物和相关的载体蛋白
之间连接，形成免疫原性，最终测定土壤的重金属含量，确保检测技术的应用合
理性[5]。

2.2 新型的检测技术
目前我国在土壤重金属检测工作中所采用的新型检测技术主要就是光学技术、生物学技术、遥感技术等等。

2.2.1 高光谱分析的技术
此类技术通常使用要高技术措施获取到高光谱数据信息，明确具体的高光谱
分辨率特点、光谱波段特点，便于测定土壤的重金属含量，检测的面积很大，不
会出现破坏性的问题，还可以实现非接触类型的检测目的，加快工作的速度，去
除了采样步骤、消解步骤等复杂的过程。

可以确保工作的快速开展和顺利实施，
预防中间步骤出现检测结果的问题[6]。

2.2.2 太赫兹光技术
此类技术属于目前我国土壤重金属检测中的前沿技术，可以进行分子之间、
分子内部在氢键与微弱内部互相作用激励产生振动所引发的能量吸收特点的分析，与此同时，还能准确的了解重金属络合物分子的振动特点和规律，模拟分析土壤
中的重金属成分、含量等，获得到大量的数据信息，将其作为基础开展建模工作
和数据分析工作，掌握重金属含量的同时，明确太赫兹吸收谱的对应关系，确保
了重金属检测工作。

2.2.3 生物量间接测定技术措施
该技术在应用的过程中，通过一些生物基因表达的发光特征，利用遥感技术
获取到有关的光谱，按照光谱的特点准确研究和分析土壤之内的重金属含量数据值，明确重金属的类型、污染程度等等，在准确性进行检测的同时增强技术的应
用效果[7]。

2.2.4 环境磁学技术
专家在研究中发现，任何物质都具备一定的磁性质，土壤重金属也不例外，
在检测工作中利用环境磁学技术，就可以按照重金属的磁场效应相关的特征电流，定量性的检测物质成分、数据值，主要就是在重金属检测过程中，按照某些磁参
数的数据值，对重金属进行定量的检测，获取到准确的结果。

该技术在应用期间
能够加快检测工作速度，提升便利性和灵敏度，操作的成本较低，不会出现损坏
的现象，获取到的检测信息数量也很多，在大量采集数据信息之后，可以将数据
应用在统计工作和分析工作领域中，甚至还能借助计算机技术开展图像处理的工作，全面性、系统性的解决土壤的重金属污染情况。

近几年在我国科学技术快速进步的过程中，已经出现了很多新型土壤重金属
检测技术，虽然新型检测技术还处于初期研究和应用的阶段，但是在未来发展的
过程中势必会形成良好的技术形式与发展格局，促使相关的土壤重金属检测工作
快速进步[8]。

3土壤重金属检测技术的发展趋势
未来发展的过程中，为了能够提升土壤重金属检测技术的应用效果，满足当
前各方面的检测工作基本需求，完善技术的应用性能，符合与时俱进的发展要求，会向着智能化方向、高精确度方向、综合性方向发展。

主要的趋势表现为：
3.1 向着智能化的方向发展
当前我国在土壤重金属检测技术方面过于传统，操作的步骤复杂、工作内容
繁琐，不利于工作的快速展开，尤其是在完成土壤采集工作以后，还需开展干燥
操作、除杂操作与消解操作的工作，不仅步骤繁琐，还对有关的人员提出了很高
的技术要求，时间、人工成本较高，对检测工作的有效性开展会产生不利的影响。

因此，在未来的重金属检测技术发展过程中，为解决此类问题，会向着智能化的
方向进步，采用先进的信息技术、智能化技术、自动化技术等开展工作，简化各
项操作流程，尤其是干燥处理、除杂处理和消解处理工作，可以利用机械设备完成，无需人工操作，与此同时，还可以使用信息技术将检测结果绘制成为图表，
在自动化绘制图表的情况下，缩短工作时间，减少人员工作量，降低成本的同时
提升重金属检测技术的应用效果和工作水平。

3.2 向着综合化的方向发展
我国所使用的传统性的重金属检测技术，所检测的对象较为单一，只局限于
某种重金属或者是整体定性的检测评估，对于不同的检测对象和样品，需要使用
各种不同的设备开展工作，难以进行综合性的检测分析，耗费的成本较高、工作
量也很大。

因此，在未来发展的过程中，土壤重金属检测技术之间相互整合属于
必然的趋势，综合性的检测技术、设备的研究和开发成为首要工作，应该合理应
用综合性的重金属检测技术和机械设备，使用快速、便利性的检测工作方式，降
低成本的同时，开发出智能化、综合化的设备和技术，在高度性进行检测技术整
合的同时对其进行综合化的开发处理，满足土壤重金属检测技术的应用需求，使
其向着良好的方向进步[9]。

3.3 向着高精度的方向发展
从土壤重金属检测技术的应用发展情况来讲，技术应用效果最为重要的衡量
标准就是测量精确度，只有保证检测精确度，才能促使工作的有效执行。

因此在
未来发展的过程中，土壤重金属检测技术会向着高精度的方向进步，每种检测技术和设备的应用，都需要具备一定的精确度，可以获取到准确、全面的重金属检测结果，保证检测技术的高精度、高水平应用。

结语：
综上所述，近年来我国在土壤重金属检测的工作中已经开始应用电化学检测技术、生物学检测技术等等，取得了一定的成绩，同时也开始应用新型检测技术措施，能够提升土壤重金属的检测工作水平和效果。

但是相关检测技术应用期间还存有很多不足，因此，在未来发展的过程中，为保证土壤重金属检测效果，应该对其进行智能化、综合性的开发创新，保证检测工作效果和质量。

参考文献：
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[8]问小莉,支光琴.土壤中重金属含量检测技术分析[J].中国金属通
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[9]杜朋,冯金国,葛长峰, 等.谈土壤重金属检测技术现状与发展[J].世界有色金属,2020,31(19):213-214.
姓名：牛军强，1994.2.20性别：男，籍贯：甘肃天水，单位：北京中环长青环境评价有限公司，职位：实验员，职称：初级职称，学位：工学学位。