农田土壤重金属监测技术分析

农田土壤重金属监测技术分析

发表时间：2019-06-19T10:49:44.473Z 来源：《基层建设》2019年第8期作者：梁春连

[导读] 摘要：农田土壤是粮食作物赖以生存的自然资源，因此需做好农田土壤保护工作，使其免受重金属污染。

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摘要：农田土壤是粮食作物赖以生存的自然资源，因此需做好农田土壤保护工作，使其免受重金属污染。基于此，笔者围绕本文主题做出了以下探讨，以期为行业提供有效的参考与借鉴。

关键词：土壤；重金属；污染监测；技术

一、农田土壤的取样

某地区农田土地范围内抽取 8 个农业村庄，以采样的方式设计 80 个采样点，通过采样、分析的方式来进行重金属污染监测。重点监测农田土壤中重金属污染情况，农田土壤是监测对象，实际取样中要确保土壤的纯度，除掉土壤内的一切杂物，例如：植物根茎、草皮、砂石、其他杂物等，对所要监测的土壤进行加工处理，保持其质地均匀。利用四分技术来称重土壤，称出1kg 将其添加到试验口袋内，并传输至试验中心来进行监测。该地区农田土壤生态风险评估：

农田土壤在一定程度上受到了重金属的污染，势必可能生态风险，对此需要对其生态风险进行评价与评估，具体可以通过生态风险指数法来对应科学、全面地衡量土壤是否存在一定程度的生态风险。这一方法已经成为全世界认可的一种土壤重金属污染监测的方法，因为它妥善地建立起了重金属生态效应、环境效应以及毒理学之间的关系，分析出重金属内潜在风险。重金属单因子生态风险系统同其潜在生态风险指数具体指标如下表 1 所示

表1 生物潜在风险评价与等级

二、农田土壤重金属监测技术

农田土壤重金属监测技术主要有两种。第一种是实验室监测法，这是一种比较传统的方法，主要通过采集土壤样品，在实验室中利用相关仪器进行监测，分析重金属元素的含量是否指标。显然，实验室监测法是一种成本较高、操作比较复杂的方法，但是实验室监测法精确度高，稳定性强，所以监测要求较高的项目一般采用实验室监测法监测相关重金属元素的变化。第二种是现场取样监测法，现场取样监测法的机动性强，适用于灵活的条件，但是其试验条件差，所以结果的精确性有待提高。

1.实验室监测方法

实验室监测的主要步骤是现场取样，根据所取样本进行重金属元素的分析监测。主要方法有物理试验法、化学试验法、光度法等，通过监测分析，人们可以提炼出精确的试验数据，从而保证试验的准确性和数据的精密性。这要求相关工作人员尽职尽责，全身心地投入监测工作中。（1）原子荧光光谱法。利用原子蒸气吸收一定波长的光辐射后被激发，并发射原子荧光，在满足试验条件后，辐射强度与被监测样土中的分析物原子浓度呈正比，根据荧光波长分析土壤中的重金属元素。该法简便、易操作、灵敏度高，但不足之处是应用范围较小，需要添加特定试剂方能达到荧光分析目的。（2）原子吸收光谱法。通过蒸气相中被测金属基态原子对其原子共振辐射的吸收强弱来测定被测土壤样品中金属元素含量。原子吸收光谱法具有适用范围广、灵敏度高等优点，但不足之处是对多种元素的直接测定效果较差，操作复杂，成本较高。（3）电化学分析法。化学分析法是实验室监测方法中最基础的监测方式，也是最准确的监测技术。以电化学分析法为例，该方法主要是基于物质在溶液中和电极上的电化性质所建立的一种分析方法，具有操作便捷、易自动化操作、快速且灵敏的优点，但不足之处是容易受到一定的离子干扰。

2.现场快速监测技术

现场监测，是指对土壤中的重金属元素进行现场实地监测。土壤突然受到大面积的重金属污染时，现场监测能够很好地监测受污染土壤的污染状况，使人分析土壤污染变化的特点，提出相应的治理方法。结合原有的实验法，这样能够大大地提高监测效率。（1）磁化率技术监测磁化率技术监测是激光诱导技术击穿光谱技术进一步发展的结果。磁化率技术监测手段操作简便、容易接受，能够精确掌握所测土样的性质，如土壤磁化率、水分、有机盐等。通过磁化率的变化，人们可以判断土壤的重金属变化，从而有效提高土壤重金属的监测效率。（2）激光诱导击穿光谱技术近年来，随着科技的发展，新的监测方法不断出现。最为瞩目的是激光诱导击穿光谱技术，该技术的主要原理是经过透镜系统将所需监测的样本传输到相对应的激光器中，通过相关技术手段，将监测数据传输到计算机进行汇总分析，然后经过光谱仪的成像进行结果整合。该技术的出现使得土壤重金属污染监测技术所得的数据更加精密，进一步提高监测精度。

三、农田土壤重金属污染的防治对策

1.加强预防，控制污染

要想从根源上控制农田土壤污染，就要做好预防性工作，明确重金属的来源，重点控制好工业三废的排放，对安全清洁的土壤要重点进行保护，对附近的污染性工业企业严格按照污染排放的相关法律法规进行约束，严格检查企业排放标准，依法整治污染、排放超标企业。农业化学肥料、杀虫剂等的使用也是农田土壤重金属污染的重要来源之一，必须积极规范农药、化肥等的科学使用，农村地区政府要对农药等的使用量做出明确规定，积极协助农民来规范使用农业肥料与杀虫剂，使重金属排放控制在合理范围。生产生活所产生的污水、污泥以及固体废弃物等内部也含有重金属，不合规、无控制的排放势必会对环境带来威胁，必须加大对污水排放的监测，检测污水中重金属含量，重金属超标的污水严禁排入土壤，以此来保护农田土壤的安全。

2.增施有机肥，吸收重金属

对于农田来说相对有效、低廉的控制重金属污染的方法就是以有机肥代替化学肥料，动植物的有机肥料不仅能够吸收土壤内部的重金属，还能减少土地污染，从根源上提升土壤肥力，同时，有机肥的施加也为土壤内部益虫的生存创造了有利条件，例如：蚯蚓不仅能够输

送土壤，也能充分吸收土壤中的重金属，这就是利用生态系统自然规律来修复农田土壤的先进方法，有利于打造出生态化土壤农田，从而培育出绿色有机植物，从根源上控制土壤重金属污染。同时，也可以借助微生物修复技术，微生物能够有效沉淀污染性土壤中的重金属元素，充分吸收其内部的污染性元素，并将其还原成正常土壤，以此来减少土壤内部重金属物质的含量。

3.提升实验室监测质量

在实验室中对样土进行监测，要提高该监测质量，首先要做到对样土采集的准确性，保证所采集的样土具有一定的代表性，根据对样品的分析最终判断区域内的土壤重金属污染现状；其次是尽量降低干扰性，即无论是样土的采集还是后期的试验数据分析都要尽量排除外界干扰，监测人员要全身心地投入到监测工作中；再次是在样土分析过程中，进一步拓宽分析范围，积极利用线性分析来完善监测数据，提高监测质量。

4.做好监测各环节的质量控制

依据《土壤环节监测技术规范》《土壤环节质量标准》和《农田土壤环境质量监测技术规范》等要求，做好农田土壤监测每个环节的质量控制。一是样品制备。含水率和土壤颗粒粒度是影响制备样品分析的重要因素，应设置多个土壤样品监测其平均含水率，保证土壤粒度小且均匀，提高分析结果的可靠性。二是消解试剂的选择。在选择土壤消解试剂时尽量考虑其纯度（可通过空白试验消除试剂误差）和试剂的种类，可考虑硝酸-氢氟酸-高氯酸的多元混酸消解法作为土壤消解方法。三是提升系统分析精密度，采用适当的平行样进行控制。

参考文献：

[1]浅谈重金属污染对生命的危害及土壤重金属污染[J]. 高慧莉，科技致富向导 2015（3）

[2]重金属污染对土壤酶活性影响的研究进展[J]. 马琳. 农业与技术. 2018（20）

[3]我国土壤污染成因分析与防治对策研究[J].杨明. 工业安全与环保. 2016（05）