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土壤重金属监测

/soil heavy metal monitoring/
条目作者王果

王果

最后更新 2023-09-23
浏览 116
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测定土壤中重金属含量和分布,分析土壤重金属污染程度及其变化趋势的过程。是评价土壤重金属污染状况、开展重金属污染土壤安全利用、实施重金属污染土壤修复等工作的基础。

英文名称
soil heavy metal monitoring
所属学科
农业资源与环境

土壤重金属含量的监测方式按监测位置分为异位监测和原位监测两大类。

异位监测。野外采集土壤样品的实验室分析和仪器检测。是土壤重金属含量监测的主要方式。特点是灵敏度和准确性高,但耗时较长。

原位监测。在野外(田间)完成仪器直接检测,包含布设监测点位、采集和制备样品和重金属含量仪器分析等主要环节。其中,监测点位的布设密度与监测目标、土壤污染程度、农田破碎程度等因素有关,要求能客观反映土壤重金属污染状况。土壤污染程度高、地形复杂且田块小,监测布点密度要高一些;反之,布点密度就低一些。特点是速度快、但灵敏度和准确性较低。①激光诱导击穿光谱[注]技术。此技术几乎可以测定所有元素,适合于原位土壤重金属监测,也可以用于实验室的异位监测。②X射线荧光光谱分析技术[注]。一种广泛应用的土壤重金属含量速测技术。便携式X射线荧光光谱分析仪既可在野外对土壤进行原位测定,也可在室内对土壤粉末样品进行异位测定,测定的灵敏度和准确性因元素而异。③全反射X射线荧光分析(TRXF)技术。可以显著提高分析的灵敏度。

土壤重金属含量的监测按监测内容可以分为全量监测和形态监测两大类。

全量监测。测定土壤中重金属总含量。是常规的土壤重金属监测内容。能够准确反映土壤重金属的存在总量,但在反映土壤重金属对环境的风险和对生物的危害方面存在不足。

形态监测。主要包含对土壤重金属的结合形态和化学形态等方面的监测分析。可以较好地反映土壤重金属的活性、生物有效性和生物毒性,但耗时长、成本高,所以不是常规的监测分析内容,仅在有特定要求时进行。土壤重金属形态的分析方法包括连续提取法(逐步提取法)、一次浸提法和物理提取法等。连续提取法主要是泰西耶[注]五步连续提取法和欧孟四部提取法(BCR)。泰西耶连续提取法可将土壤重金属分为可交换态、碳酸盐结合态、铁-锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态;BCR提取法则将土壤重金属分为弱酸提取态、可还原态、可氧化态和残渣态。一次提取法指采用单一提取剂进行提取。所提取的形态是土壤重金属较活跃的部分,一般称之为有效态。物理提取法最主要的方法是梯度扩散薄膜技术(DGT),可以测定土壤溶液中含量或者测量期间从土壤固相释放的重金属含量,对土壤重金属生物有效性的预测效果较好。此外,一些新技术也逐步应用于土壤重金属形态监测中,其中比较重要的是同步辐射技术,它为研究土壤中部分重金属的分子形态提供了手段,也为判断土壤重金属的环境风险提供了途径。

土壤重金属监测样品分为表层土壤样品和分层(剖面)土壤样品。表层样品的采集深度一般为0~20厘米,为混合样品,即在一个采样单元中等量地采集多个土壤分样,充分混匀形成一个混合样品。采集分层土样的土壤剖面深度依监测目标和土壤特点而定,一般为1~2米,各分层土样的采集深度也要根据监测要求而定。土壤样品经风干、磨细、过筛、消解后可供土壤重金属检测用。待测液中重金属含量的主要测定方法包括:①光学检测法。包括原子吸收法、发射光谱法、原子荧光法、电感耦合等离子体发射光谱法、等离子体质谱联用法和分光光度法等。②电化学检测法。包括离子选择电极法、极谱法、电势溶出分析法及伏安法等。

  • 马俊杰,杨琦,王业耀,等.土壤重金属快速监测技术研究与应用进展.中国环境监测,2015,31(3):132-138.
  • RAURET G, LOPEZ-SANCHEZ J, SAHUQUILLO A,et al.Improvement of the bcr three step sequential extraction procedure prior to the certification of new sediment and soil reference materials.Journal of Environmental Monitaring,1999,1(1):57-61.

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