土壤是自然環(huán)境要素的重要組成部分，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，工業(yè)廢棄物的排放、農(nóng)藥濫用、化學(xué)試劑污染等導(dǎo)致土壤重金屬污染問題越來越突出。

土壤無機(jī)污染物中以重金屬比較突出，主要是由于重金屬不能為土壤微生物所分解，而易于積累．轉(zhuǎn)化為毒性更大的甲基化合物，甚至有的通過食物鏈以有害濃度在人體內(nèi)蓄積，嚴(yán)重危害人體健康。

土壤重金屬污染物主要有汞、鎘、鉛、銅、鉻、砷、鎳、鐵、錳、鋅等，砷雖不屬于重金屬，但因其行為與來源以及危害都與重金屬相似，故通常列入重金屬類進(jìn)行討論。

那么土壤重金屬污染物是從哪兒來的呢？

在我們的生活中，重金屬污染可謂無處不在。例如城市中的機(jī)動(dòng)車尾氣排放，既污染了大氣，也顯著引起公路兩側(cè)土壤的重金屬污染。現(xiàn)在汽油改用低鉛甚至不含鉛的，還有電動(dòng)等新能源機(jī)動(dòng)車的使用，都可以大大減少汽車尾氣的污染。

生活垃圾中的廢舊電池、電子產(chǎn)品等是含重金屬元素較多的固體廢棄物。含有重金屬廢品的垃圾被長期堆放在某處，在雨水淋洗下會(huì)向土壤中釋放有毒元素，釋放到土壤中的主要是其有效態(tài)也就是污染活性較高的部分，這就使?jié)B入到土壤的重金屬具有很高的遷移能力，繼而污染地下水、農(nóng)產(chǎn)品，最終危害人體健康。垃圾分類與集中處理不失為減少此類重金屬污染的好辦法。

空氣中的重金屬污染物也會(huì)轉(zhuǎn)移到土壤中。如家庭燃煤、采礦和冶煉等企業(yè)含重金屬污染物的廢氣排放到空氣中。這些污染物可能由于重力和風(fēng)的共同作用，直接降落到地面，也可能通過降雨、降雪等過程將大氣中的污染物“洗”入土壤中，這個(gè)過程可能會(huì)使受污染面積大幅度增加。另外，工礦業(yè)等的污水灌溉是農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染的重要原因之一。隨著污水灌溉而進(jìn)入土壤的重金屬，以不同的方式被土壤截留固定。可見工礦企業(yè)廢棄物排放的環(huán)保化處理不僅僅是區(qū)域性的環(huán)保問題了。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥、農(nóng)藥和地膜等的長期不合理使用，也會(huì)導(dǎo)致土壤重金屬污染。重金屬元素是肥料中報(bào)道最多的污染物質(zhì)，尤其是磷肥。濫用農(nóng)藥在造成殘毒污染的同時(shí)，某些農(nóng)藥在組成中含有汞、砷、銅、鋅等重金屬，還帶來了土壤的重金屬污染。近年來，隨著地膜的大面積推廣使用，大量的地膜殘片滯留地中，造成土壤的白色污染，同時(shí)由于地膜生產(chǎn)過程中加入了含有鎘、鉛的熱穩(wěn)定劑，也加重了土壤重金屬污染。

重金屬污染土壤后會(huì)引起土壤的組成、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化，微生物活動(dòng)受到抑制，有害物質(zhì)或分解產(chǎn)物在土壤中逐漸積累，引起土壤質(zhì)量下降，導(dǎo)致植物生長發(fā)育障礙。被重金屬污染后的土壤變成了一塊塊的“毒地”，它通過“土壤→植物→人體”或“土壤→水→人體”間接被人體吸收，危害人體健康。

更值得高度重視的是：重金屬污染不同于其它污染，重金屬在土壤中不易隨水淋溶，不能被微生物分解，甚至可能永遠(yuǎn)在環(huán)境里循環(huán)；重金屬還具有明顯的生物富集作用，對(duì)人類生活危害極大。如此看來，重金屬不單單是讓土壤“中毒”，也是人類健康的殺手。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國重金屬污染的耕地約占總耕地面積的1/6。作物生長在受污染的土壤中，根系活力降低，重金屬會(huì)富集于作物體內(nèi)。人類攝入富集重金屬的作物后，重金屬在體內(nèi)富集、積累，從而造成機(jī)體組織和器官的損傷，情況嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致死亡。隨著土壤重金屬污染防治受到越來越多的重視，研究土壤中重金屬的檢測方法具有十分重要的意義。

土壤中的重金屬檢測方法有化學(xué)方法、物理方法、生物方法。

下面介紹土壤重金屬檢測方法中原子吸收法、原子熒光等光譜法、質(zhì)譜法、射線熒光光譜法等幾種較為廣泛的測定方法及汞分析儀等快速測定方法，并分析每種方法優(yōu)缺點(diǎn)，希望給用戶提供一些參考價(jià)值。

化學(xué)方法

化學(xué)方法測定重金屬，需采用不同的酸體系，徹底破壞土壤的礦物晶格，使試樣中的待測元素全部以離于態(tài)進(jìn)入試液中。

酸體系通常有鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸法、硫酸-硝酸-氫氟酸-鹽酸法、硝酸-高氯酸法、硝酸-氫氟酸-高氯酸法、王水法、鹽酸-硝酸法、硫酸-硝酸-高錳酸鉀法、硝酸-過氧化氫法、KI-MIBK法等，根據(jù)測定的元素不同，選擇不同的酸體系。

加熱分解土壤樣品的儀器設(shè)備有電熱板、高壓密閉消解法、微波消解儀器、石墨消解儀等。還可以采用堿融法，堿融法常用的熔劑主要有碳酸鈉、過氧化氫、偏硼酸鋰，使用馬福爐在700℃以上消解土壤樣品。應(yīng)用較廣泛分析方法有以下幾種：

? 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法基于氣態(tài)的被測元素基態(tài)原子對(duì)其原子共振輻射的吸收進(jìn)行元素定量分析的方法。靈敏度高，選擇性強(qiáng)，分析范圍廣，是一種成熟的檢測技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于土壤重金屬檢測。該方法缺點(diǎn)也較為明顯，不適用于未知成分的樣品的測定，單次只能測定一種元素、多種元素測定需要更換光源燈、對(duì)于難熔元素的靈敏度較低等。

? 原子熒光光譜法

原子熒光光譜法根據(jù)待測元素的蒸汽態(tài)原子在一定波長的輻射下被激發(fā)，發(fā)射出熒光并根據(jù)其熒光的強(qiáng)度進(jìn)行定量分析。原子熒光光譜與原子吸收光譜法密切相關(guān)，兼有原子發(fā)射和原于吸收兩種方法的優(yōu)勢。該方法靈敏度高于原于吸收光譜法，其譜線簡單，線性范圍較寬、抗干擾能力較強(qiáng)，操作簡便，適用于多元素同時(shí)快速分析，常用于土壤汞、砷等重金屬元素的測定。但其缺點(diǎn)也較為明顯，主要表現(xiàn)在熒光猝滅效應(yīng)明顯和抗散射光干擾能力弱。

? 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法

電感耦合等離子體發(fā)射光譜法根據(jù)被測元素的原子或離子在光源中被激發(fā)產(chǎn)生特征輻射，通過判斷特征輻射的存在及其強(qiáng)度大小對(duì)各元素進(jìn)行定性和定量分析的方法。該方法準(zhǔn)確可靠，且數(shù)據(jù)重復(fù)性較好。電感耦合等離子體法在分析測試應(yīng)用中具有簡潔快速的特點(diǎn)，可以用于大批量樣品的檢測，但其設(shè)備較為昂貴，樣品進(jìn)樣前需轉(zhuǎn)換為溶液，否則影響其精確度和準(zhǔn)確度。

? 電感耦合等離子體質(zhì)譜法

電感耦合等離子體質(zhì)譜法是在等離子體中，導(dǎo)入的樣品溶液存在去溶劑、原子化及電離等過程，產(chǎn)生不同質(zhì)荷比的離子或氧化物。電感耦合等離子體質(zhì)譜法可同時(shí)測定多種元素，且檢測簡單、迅速、成本低廉，適用于大批量土壤樣品檢測，具有較好的精確度和準(zhǔn)確度及良好的實(shí)用價(jià)值，為實(shí)驗(yàn)室常用檢測方法之一。因其儀器成本較高，對(duì)于固體樣品的分析，受儀器和方法限制，其檢出限不再成為優(yōu)勢。

? 電化學(xué)分析方法

電化學(xué)分析方法分為極譜法和溶出伏安法。極譜法是通過測定電解過程中所得到的極化電極的電流-電位(或電位-時(shí)間)曲線來確定溶液中被測物質(zhì)濃度的一類電化學(xué)分析方法。極譜法可分為控制電位極譜法(如單掃描極譜法)和控制電流極譜法(示波極譜法)。除此之外還有溶出伏安法、催化極譜法。在土壤重金屬檢測中，電化學(xué)分析方法可用于檢測銅、鉛、鎘、鋅、砷、鎢、鉬、錫、釩、鎳等項(xiàng)目。

物理方法

物理方法測定重金屬主要是利用待測物質(zhì)的物理性質(zhì)，通過分析基態(tài)原子激發(fā)產(chǎn)生特征譜線來進(jìn)行定性或定量分析。

物理方法的優(yōu)勢在于直接測定土壤樣品，操作更加簡單、無廢液產(chǎn)生。主要有以下幾種：

? X射線熒光光譜法

X射線熒光光譜法是利用基態(tài)原子吸收合適的特定頻率的輻射而被激發(fā)至高能態(tài)，而后激發(fā)過程中以光輻射的形式發(fā)射出特征波長的熒光。通過測量共振熒光的波長與強(qiáng)度確定元素的種類與含量。該方法成本較低，且快速準(zhǔn)確，可用于多元素同時(shí)分析，提高檢測效率。加之其可以原位檢測的特點(diǎn)，在土壤重金屬監(jiān)測方面得到了廣泛的應(yīng)用，但在實(shí)際應(yīng)用中需考慮其土壤條件、儀器、人為因素等方面的影響。

? 激光誘導(dǎo)

激光誘導(dǎo)擊穿光譜法是一種原子發(fā)射光譜，它的激發(fā)源為脈沖激發(fā)器。脈沖器發(fā)出高功率密度的激光，被測材料表面就會(huì)有幾微克的等離子體噴射出來。等離子體在噴射過程中會(huì)逐漸冷卻，并發(fā)射表征樣品組分信息的光譜、利用光電探測器和光譜儀對(duì)等離子體發(fā)射光譜進(jìn)行采集。通過解析等離子體光譜，并結(jié)合定量分析模型，可以得到分析樣品組分的類別和含量信息。該方法對(duì)樣品無損、快速、操作簡便、成本低廉。目前不足之處在于光譜不穩(wěn)定、檢出限較高、精確度不足；其次激光誘導(dǎo)儀器昂貴且較為復(fù)雜，其基體效應(yīng)較大，激光散射易對(duì)樣品的檢測產(chǎn)生干擾。

? 測汞儀法

測汞儀法是由低壓汞燈發(fā)出特征譜線，照射在吸收池內(nèi)的汞蒸氣上，被汞原子吸收后強(qiáng)度減弱，經(jīng)光電檢測器檢測，由顯示器顯示吸收信號(hào)的響應(yīng)值。測汞儀法操作更加簡單、無廢液產(chǎn)生、適用于大批量的測定，是一種理想的測定土壤中汞含量的分析方法。

? 中子活化分析法

儀器中子活化屬于非破壞性分析，可直接測定土壤樣品的重金屬，主要有 La、Ge、Sm、Eu、Yb、Ln、Hf、U、Se、Co 等。測定結(jié)果精密度≤ 5%的元素主要有：La、Ge、Sm、Eu、Yb、Lu、Hf、Th、U、Se、Cr、Fe、Co、As 等；測定結(jié)果精密度≤ 10%的元素主要有：Rb、Sb、Cs、Ba、Tb、Ta、Zn 等；測定結(jié)果精密度≤ 15%的元素主要有：Zr、Mo、Nd、W、Sr 等。

生物法

近年來，生物檢測方法成為土壤重金屬檢測的一個(gè)熱門領(lǐng)域。

生物檢測法是指通過檢測土壤中生長或生活的生物個(gè)體、種群或群落對(duì)土壤重金屬的反應(yīng)，從生物學(xué)角度對(duì)土壤污染做出評(píng)價(jià)的技術(shù)，主要有酶抑制法和生物傳感器法。

? 酶抑制法

酶抑制法是利用重金屬含量對(duì)酶的活性具有抑制作用間接定性測定土壤中重金屬含量，合適的酶緩沖系統(tǒng)是其測定的關(guān)鍵。20世紀(jì)70年代，國內(nèi)外學(xué)者已將土壤酶應(yīng)用到土壤重金屬污染的研究領(lǐng)域。其中，最為敏感的酶是脲酶。酶抑制法較傳統(tǒng)方法具有快速、簡便、樣品需要量少等優(yōu)點(diǎn)。

? 生物傳感器法

生物傳感器法是一種快速檢測技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)是便于現(xiàn)場、原位和遠(yuǎn)程應(yīng)用。

隨著人類社會(huì)工農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、城市化的發(fā)展，人為因素造成土壤重金屬污染是當(dāng)今世界越來越不容忽視的環(huán)境問題。土壤重金屬檢測方法是摸清土壤污染情況的基礎(chǔ)，對(duì)土壤污染研究至關(guān)重要。選擇土壤重金屬分析方法，包括前處理方法應(yīng)根據(jù)工作任務(wù)要求來確定，或選擇滿足客戶要求的方法。同時(shí)，還應(yīng)考慮方法本身所能達(dá)到的測定精密度和準(zhǔn)確度。

從現(xiàn)今發(fā)展技術(shù)來看，目前土壤重金屬檢測以光學(xué)和電化學(xué)類方法為主，發(fā)展新型快速檢測方法是趨勢，通過研究新方法，對(duì)傳統(tǒng)方法的不斷完善使其更加完善和實(shí)用。