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摘要:土壤属于承载着农作物及野生动植物的自然环境,一直均属于生态环境科学领域研究的热点及重点内容。随着城市化及工业化进程不断加快,环境污染方面的问题日趋严重化,土壤重金属的污染问题备受社会各界所普遍关注。那么,为能够更加全面有效地开展土壤重金属的污染综合治理工作,改进现行监测技术,并开发新型监测技术是尤为重要的。鉴于此,本文主要结合现有的研究领域当中各种文献资料,针对土壤的颗粒物当中重金属的监测技术具体进展情况进行综述分析,仅供参考。
关键词:土壤;颗粒物;重金属;监测技术
前言:
农业部门农产品的污染重点防治实验室,通过对国内24个省级城市土壤实地调查统计表明,严重的污染区为320个,污染面积相对较大,且呈现着逐年递增的发展趋势。经过检测统计分析显示,重金属的超标率可达12%左右。面对着当前严峻的土壤重金属污染趋势,更多的技术专家及研究学者纷纷加入到了土壤的颗粒物中重金属相关课题的研究队伍当中,土壤颗粒物中重金属的监测技术备受环境监测领域及社会各界所广泛关注。故本文就此围绕着土壤颗粒物中重金属的监测技术具体进展情况开展深入地研究,便于今后更好地开展土壤颗粒物中重金属的监测工作。
1、现场快速监测技术进展
现场快速监测技术,优势在于实现采样规模化、数据的时效性较强、低监测成本,可减少大批量的材料及分析状况下对样品运输及存储消耗,节省物力及人力。我国现行现场快速监测技术,主要是以X射线荧光的光谱法(XRF)、激光诱导性击穿的光谱法(LIBS)、免疫的分析法、酶的抑制法、生物的传感器法为主,以下分别对这几种现场的快速监测技术进展情况进行研究:
1.1X射线荧光的光谱法(XRF)
X射线荧光的光谱法(XRF),其工作原理主要是借助较强穿透力X射线,持续照射至土壤样品,让其能够通过照射物体逐渐发出荧光,在借助X射线性荧光的测量装置,针对于被监测样品所发出荧光实施监测分析技术操作,定量、定性地监测该土壤当中重金属的主要成分。X射线荧光的光谱法(XRF),其在重金属的监测当中实现了广泛性的运用,主要原因在于这种监测技术具有快速、无损耗、较低分析成本、可实现原地监测技术操作等各方面优势,这些优势比较适用于现场进行大批量快速地监测项目。
1.2激光诱导性击穿的光谱法(LIBS)
激光诱导性击穿的光谱法(LIBS),属于光谱监测分析领域当中一种新型激光烧蚀监测分析技术,它的主要工作原理为:激光受聚透镜作用逐渐汇聚,这种高功率的激光促使待监测土壤样品所在表面物质逐渐被电离气化,形成了高温高能电浆,通过光学系统采集该电浆所辐射出的离子光谱及原子。数据信息采集系统获取光谱数据之后传输至计算机系统内部,通过对光图谱的分析,可获取被监测样品的浓度及组成情况。
1.3免疫的分析法
自从1985年Reardan等初次分离出了单克隆的抗体之后,国内外相关科研人员相继开展了广泛性地课题研究。伴随着时间不断推移,更多抗重金属的离子金属。整合剂的复合抗体等不断被研发出来。故针对于这种重金属免疫的分析法,也逐步得以确定。免疫分析方法,其有着高靶向性及较高精准度等优势,被广泛应用于环境监测该领域当中,为监测分析技术提供全新思路。但是,试验材料为复合抗体批量制备法仍然存在着一些问题,该种监测分析技术今后将是学术实践研究的重点及难点。
1.4酶的抑制法
类似于免疫分析方法,酶的抑制方法也从属于生物类的监测分析技术。未通过重金属,来对酶产生抑制作用特征开展深入研究,经过长期的实践研究后可发现,这些重金属会促使酶反应系统当中电导率、色度、酸碱度等各项参数均发生不同的变化,通过光学及化学仪器设备来分析反应液,便可获取被监测样品当中重金属的离子种类及所占比例。
1.5生物的传感器法
借助生物的传感器方法,对土壤当中重金属进行监测属于一种新型的监测分析技术。但是因生物的传感器监测分析技术往往会受到时间、生存环境、生物活性等各方面影响,且影响均相对较大,致使现阶段国内还并未实现广泛性的应用。这种细信息性能够的监测分析技术,今后将成为生物环境监测领域的研究重点,相关研究学者及专家把生物的传感器及葡萄糖的氧化酶结合在一起,成功地监测到了土壤当中Hg离子,且克服预处理复杂性,还为该领域更进一步的研究奠定良好基础。
2、实验室监测技术的进展
实验室监测技术,不同于现场快速监测技术,属于较为传统的一种监测分析技术,整个监测当中均需经过现场的采样及预处理、存储、运输、监测等操作过程,该项监测技术往往存在着一定缺陷,即较长的监测周期、运输难度大。同时,该项监测技术也具有着一定优势:基体的干扰较低、较高稳定度及精准度等各项优势,故更比较适合应用在科研领域当中。常见实验室的监测技术包含着:分光光度法、电感耦合性等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)、原子吸收光谱法,以下分别对这几种实验室的监测技术进展情况进行研究:
2.1分光光度法
分光光度法,属于传统实验室监测技术,被广泛应用于重金属的监测当中,且现阶段仍然有很多的专家及研究学者对该项技术进行创新研究。如相关研究专家以分光广=光度方法为基础,建立痕量的重金属传感模型,深入研究其各项影响因素。而实践研究结果证明显色剂、pH对于模型有着较大的影响。相关专家通过潜心的实践研究,把BP神经的网络及分光的光度方法结合到一起,把测试集中加入到训练集情况之下可获取较高精准度的监测分析结果。
2.2电感耦合性等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)
ICP-AES设备价格较为昂贵,且操作耗费相对较高,固体若直接进样,则会导致监测分析的结果准确度及精密度均降低。因而,待测定样品通常为经过了预处理及转换后的溶液,将试样由进样器引入雾化器,并被氩载气带入焰矩时,则试样中组分被原子化、电离、激发,以光的形式发射出能量。不同元素的原子在激发或电离后回到基态时,发射不同波长的特征光谱,故根据特征光的波长可进行定性分析;元素的含量不同时,发射特征光的强弱也不同,据此可进行定量分析。
2.3原子吸收光谱法
原子吸收光谱法,其工作原理为:以物质自身产生原子蒸汽的理论为基础,所提出对于待测定样品特征光谱实施定量的分析,获取重金属的离子含量及种类的监测分析技术。在一定程度上,原子吸收的光谱法具有较高的精准度、分析干扰相对较少、实际测定的范围相对较为广泛等优势,故被广泛应用于土壤的颗粒物质重金属物质监测分析工作当中。
3、结语
现阶段,我国土壤的颗粒物质当中重金属物质监测分析工作具体开展期间,仍然是以实验室监测技术为主,提升快速监测灵敏度及准确性,并把它应用到土壤重金属的监测当中,将是以后研究及工作的重点内容。依据土壤自身特性、重金属含量与种类,针对于不同环境下选择最适宜的监测技术可准确有效地监测土壤颗粒物当中重金属物质。重金属全量监测逐渐向着重金属有效态监测转变,也将是今后提升监测效率的关键点。充分地了解重金属在我国土壤系统当中迁移富集机理,以此为基础选择最适宜的参数,结合地理信息遥感系统,经过多个部门之间的协调概念,构建起高效立体化的监测模式,将是未来我国土壤的颗粒物当中重金属物质监测技术发展的方向。
参考文献:
[1]刘立红,孙晶,陈丽华.土壤中重金属含量的监测技术研究进展[J].化工时刊,2017,12(2):364-365.
[2]贾雪菲,冯玉立.土壤中重金属监测分析技术研究[J].河南科技,2016,35(11):86-88.