關(guān)于土壤重金屬監(jiān)測過程分析及其質(zhì)量控制探討

陳偉峰

（惠州市水質(zhì)檢測綜合服務(wù)有限公司，廣東 惠州 516001）

土壤重金屬的危害主要表現(xiàn)在重金屬容易在人體內(nèi)聚集引發(fā)重金屬中毒，并且隨著乳汁傳遞到下一代，導致重金屬擴散對人的身體健康十分不利,同時，重金屬在土壤中殘留的周期過長也會對動植物的生長帶來不利影響。目前土壤重金屬的來源及誘因主要表現(xiàn)在化肥農(nóng)藥因素，工業(yè)三廢排放以及工業(yè)廢棄物處理不當，要想做好土壤重金屬的治理，就要加強對重金屬的監(jiān)測并提高重金屬監(jiān)測過程的質(zhì)量，保證土壤重金屬在監(jiān)測方面既能做到全面監(jiān)測和全過程監(jiān)測，同時也要在監(jiān)測的效果方面達標。

1 土壤重金屬的危害

1.1 重金屬在人體內(nèi)聚集

土壤中的重金屬危害極大，會隨著動植物進入到人體內(nèi)且短時間內(nèi)無法代謝出人體外，因而容易在人體內(nèi)聚集，導致人體中的重金屬超標，這樣既會增加人體的負擔，同時也容易引發(fā)人體重金屬中毒。重金屬在人體內(nèi)的聚集，短時間內(nèi)危害小，難以察覺，一旦土壤中的重金屬含量超標，重金屬會隨著動植物的生長進入到動植物體內(nèi)[1]。而人類通過使用含有重金屬的農(nóng)產(chǎn)品以及家畜產(chǎn)品之后攝入大量的重金屬元素，使重金屬元素在人體內(nèi)快速聚集。重金屬中的汞、鉛、鎘等對人的身體成長以及新陳代謝都會帶來非常不利的影響，并且代謝速度慢，容易造成重金屬沉積，輕則會引發(fā)皮膚類疾病，比如黑色素沉積，重則將會導致重金屬中毒，對人體的肝臟、腎臟帶來不利影響，增加人體的代謝負擔。所以，了解重金屬體內(nèi)聚集的危害以及體內(nèi)聚集引發(fā)的風險，對整個土壤重金屬的監(jiān)測及防控具有重要影響，同時也推動了土壤重金屬治理工作的開展。

1.2 重金屬中毒

重金屬在人體內(nèi)聚集之后會影響人體的代謝功能，造成人體代謝紊亂。與此同時，重金屬本身的毒性也會危害人體的多個器官，導致人體因重金屬中毒而出現(xiàn)各類疾病。重金屬引發(fā)的疾病治愈難度大，許多疾病是不可逆的，對人體的新陳代謝和正常生長帶來巨大的影響。

目前重金屬中毒已經(jīng)成為農(nóng)村地區(qū)和城市地區(qū)的重要疾病來源，如果不采取有效的措施予以干預(yù)和治理，重金屬中毒問題必然會誘發(fā)大量的地方病，對人體的身體健康帶來不利影響。對于重金屬的理解，應(yīng)當將其與微量元素區(qū)別開來[2]。微量元素是人體生長必需的元素之一，微量元素的含量需要在可控的范圍之內(nèi)。重金屬與微量元素不同，重金屬并不是人體生長必需的元素，重金屬的數(shù)量一旦超標對人體健康的危害非常大，做好重金屬的防控并減少重金屬的中毒事件，對整個土壤重金屬監(jiān)測提出了新的要求，需要在土壤重金屬監(jiān)測環(huán)節(jié)加強監(jiān)控措施，提高監(jiān)測質(zhì)量，實現(xiàn)對土壤重金屬的有效監(jiān)測。

1.3 隨乳汁傳給下一代

科學實驗表明，重金屬不但容易在人體內(nèi)產(chǎn)生殘留，同時也會隨著乳汁進入到下一代的身體內(nèi)，危害嬰幼兒的成長。重金屬的流動性表明的重金屬雖然在人體中代謝速度慢，但是能夠隨著母嬰傳播的方式向下一代傳遞。這一方式危害極大，如果女性攝入的重金屬含量過高，勢必會隨著母嬰傳播的方式大量傳播，導致重金屬逐代累積，最終對人類的繁衍造成影響。重金屬的危害不但體現(xiàn)在重金屬本身，同時也體現(xiàn)在重金屬對人體器官的危害[3]。對于重金屬的治理不僅僅要做到實時監(jiān)控和提前干預(yù)，同時也要對土壤中存在的重金屬元素進行綜合治理，避免重金屬隨著母嬰傳播的方式向下一代傳遞。所以，了解重金屬的傳播方式以及對人體的危害是做好重金屬治理的重要前提，也是保證重金屬在治理過程中能夠做到有的放矢的關(guān)鍵。只有解決了重金屬的治理難題，才能保證重金屬在治理過程中取得實效，最終為人類的生存營造良好的環(huán)境，提高農(nóng)作物的種植質(zhì)量，減少農(nóng)作物的重金屬污染。

2 土壤重金屬的來源及誘因

2.1 化肥農(nóng)藥因素

從土壤重金屬的含量來看，重金屬不斷累積是導致重金屬含量超標的主要原因。重金屬的來源與化肥及農(nóng)藥的施用有直接的關(guān)系，化肥和農(nóng)藥中含有大量的重金屬元素，農(nóng)作物種植過程中為了提高產(chǎn)量減少病蟲害，往往會使用大量的化肥及農(nóng)藥，并且近些年化肥及農(nóng)藥的釋放數(shù)量逐年增加，化肥農(nóng)藥中的重金屬元素也隨之進入到土壤中，并且在土壤中逐年累積造成土壤中的重金屬元素超標?；屎娃r(nóng)藥中的重金屬元素種類多、數(shù)量大，并且重金屬元素在土壤中一旦產(chǎn)生聚集難以在短時間內(nèi)消除，會隨著農(nóng)作物的生長進入到人類的食物鏈中，最終進入人體內(nèi)危害人類生存。化肥和農(nóng)藥的成分中重金屬元素難以避免，并且隨著農(nóng)作物產(chǎn)量要求的提高化肥和農(nóng)藥的釋放數(shù)量越來越多，出現(xiàn)了重金屬沉積的惡性循環(huán)。所以，如何解決化肥農(nóng)藥中的重金屬殘留問題，如何降低化肥農(nóng)藥的釋放數(shù)量是當前土壤重金屬治理的重要趨勢。

2.2 工業(yè)三廢排放

土壤重金屬的來源除了化肥和農(nóng)藥之外，工業(yè)廢物的排放也是導致土壤中出現(xiàn)大量重金屬的主要原因。工業(yè)三廢主要包括廢水、廢氣、廢渣。廢水中含有的重金屬隨廢水排放的區(qū)域聚集在廢水排放的流域附近，并且隨著土壤的遷移向其他的地區(qū)轉(zhuǎn)移，最終導致廢水排放區(qū)域周邊的土壤重金屬元素超標。廢氣排放之后經(jīng)過大氣蒸騰進入到云層之后以降雨的方式降落到地面上，廢氣中的重金屬進入土壤中造成土壤重金屬元素累積。這一方式影響的范圍大，導致土壤重金屬的累積速度快，重金屬含量超標[4]。工業(yè)廢渣的排放目前雖然得到了不同程度的規(guī)范，但是在某些地區(qū)工業(yè)廢渣的傾倒沒有得到有效控制，工業(yè)廢渣隨意丟棄的現(xiàn)象比較常見，工業(yè)廢渣堆積到土地上之后廢渣中的重金屬元素會迅速進入土壤中，并隨著土壤遷移到附近區(qū)域，造成土壤中的重金屬元素擴散，增加了土壤中重金屬元素的含量，不利于土壤重金屬的治理。

2.3 工業(yè)廢棄物處理不當

土壤重金屬的來源除了化肥農(nóng)藥和工業(yè)三廢之外，其他的工業(yè)廢棄物中也含有大量的重金屬。而這些工業(yè)廢棄物往往容易被人忽略，在廢棄物處理過程中一旦處理方式不當，將會導致工業(yè)廢棄物中大量的重金屬元素進入到土壤中，造成土壤重金屬元素聚集，對整個土壤的生長環(huán)境造成較大影響，不利于農(nóng)作物的種植。對于工業(yè)廢棄物的處理，既要看到廢棄物處理的難度，同時也要建立廢棄物處理的規(guī)范制度，加強對工業(yè)廢棄物處理的監(jiān)管，否則工業(yè)廢棄物處理不當不但會對環(huán)境造成污染，同時工業(yè)廢棄物中的重金屬元素所帶來的危害比其他的環(huán)境污染還要大。對于工業(yè)廢棄物的理解，我們不但要看到廢棄物中其他的有害成分，同時也要將重金屬元素列為重點監(jiān)督的對象，按照重金屬的來源和危害程度制定有效的應(yīng)對策略，保證工業(yè)廢棄物在處理過程中取得積極效果，并根據(jù)工業(yè)廢棄物的處理情況采取有效的應(yīng)對措施。所以，對于工業(yè)廢棄物的理解應(yīng)當將其中存在的重金屬元素作為主要的監(jiān)控對象，保證土壤重金屬元素得到有效的監(jiān)督治理。

3 土壤重金屬的監(jiān)測方法

3.1 激光誘導擊穿光譜法

對于土壤重金屬的監(jiān)測既要監(jiān)測其來源，同時也要對其種類和數(shù)量進行有效監(jiān)測，在監(jiān)測過程中采取專業(yè)的監(jiān)測方法能夠取得積極效果。其中激光誘導擊穿光譜法作為重要的監(jiān)測方法，在土壤重金屬的監(jiān)測過程中發(fā)揮了重要作用。激光誘導擊穿光譜法主要采取了激光誘導的方式，將土壤中的重金屬元素進行逐一分析，并且采取激光擊穿的方式將重金屬打穿并且形成光譜，通過光譜分析的方式掌握土壤中重金屬的種類及含量并做好記錄，為后續(xù)的土壤重金屬治理提供數(shù)據(jù)支持。目前激光誘導擊穿光譜法在實際應(yīng)用中需要采取專用的設(shè)備予以分析，需要激光誘導監(jiān)測儀器對土壤樣品進行分析。通過這一方法能夠?qū)崿F(xiàn)對土壤重金屬元素的快速分析，分析效率高，分析效果明顯，在實際應(yīng)用中操作難度低。所以，正確運用激光誘導擊穿光譜法對整個土壤重金屬的監(jiān)測具有重要影響，在實際運用中也取得了積極效果。

3.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

基于土壤重金屬監(jiān)測的要求以及重金屬監(jiān)測的難度，在重金屬監(jiān)測分析過程中，采取無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對土壤重金屬的全過程監(jiān)測，并提高監(jiān)測的頻率和覆蓋面，使土壤重金屬的監(jiān)測能夠通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測的方式了解土壤重金屬的變化情況以及累積速度，為土壤重金屬的治理提供有力支持。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在土壤重金屬監(jiān)測過程中主要是指對土壤環(huán)境進行全面監(jiān)測，并且根據(jù)土壤環(huán)境重金屬的類別對其進行標記，掌握重金屬的變化情況、擴散速度以及累積速度等關(guān)鍵信息，并繪制土壤重金屬變化曲線，為整個土壤重金屬的監(jiān)測提供基本數(shù)據(jù)支持。目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在土壤重金屬監(jiān)測中得到了全面應(yīng)用，在具體應(yīng)用環(huán)節(jié)技術(shù)優(yōu)勢強，操作難度低，監(jiān)測的時間長，能夠覆蓋整個監(jiān)測周期，取得的數(shù)據(jù)代表性強，能夠滿足土壤重金屬監(jiān)測的要求，使土壤重金屬在監(jiān)測環(huán)節(jié)能夠得到無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的有力支持。

3.3 X射線熒光光譜法

土壤重金屬的監(jiān)測中X 射線熒光光譜法作為重要的監(jiān)測分析方法得到了有效運用，X 射線熒光光譜法，主要是指對土壤中的重金屬元素進行射線標記，并且通過熒光軌跡記錄的方式在光譜儀上呈現(xiàn)出重金屬的分布情況和變化情況，進而對土壤重金屬監(jiān)測提供數(shù)據(jù)支持。X 射線熒光光譜法在實際運用環(huán)節(jié)技術(shù)優(yōu)勢強，能夠根據(jù)土壤重金屬的變化情況做出調(diào)整，監(jiān)測靈活性強，在監(jiān)測過程中具備較強的技術(shù)優(yōu)勢，在實際運用環(huán)節(jié)便于操作。所以，應(yīng)用X 射線熒光光譜法對土壤重金屬進行全面監(jiān)測，既符合土壤重金屬的監(jiān)測要求，同時也有利于解決土壤重金屬的監(jiān)測問題，使土壤重金屬在監(jiān)測中能夠做到快速檢測和全面檢測，為整個土壤重金屬的監(jiān)測提供方法支持。目前X射線熒光光譜法在實際運用中取得了積極的效果，并且逐漸成為土壤重金屬監(jiān)測的主要方法[5]。

4 土壤重金屬監(jiān)測控制措施

4.1 制備土壤樣品的控制

為了提高土壤重金屬監(jiān)測效果，對整個監(jiān)測過程進行質(zhì)量控制至關(guān)重要，在質(zhì)量控制環(huán)節(jié)需要做好制備土壤樣品的控制。土壤重金屬監(jiān)測需要制備土壤樣品，對土壤樣品進行科學監(jiān)測。為了避免出現(xiàn)檢測誤差，對于制備的土壤樣品既要檢查制備的過程是否符合質(zhì)量要求，同時也要對制備樣品的細節(jié)以及制備樣品的標準，特別是制備樣品的方法進行全面檢查，保證土壤樣產(chǎn)品在制備過程中符合質(zhì)量要求和規(guī)范要求，避免出現(xiàn)土壤樣品制備失效或者土壤樣品制備偏離質(zhì)量標準要求，給整個土壤重金屬的監(jiān)測帶來不利影響。所以，在制備土壤樣品的控制環(huán)節(jié)需要圍繞土壤樣品的制備實際和土壤樣品的具備過程制定詳細的質(zhì)量控制目標，并細化制備流程，調(diào)整制備的方式滿足土壤重金屬監(jiān)測要求。

4.2 準確性分析

對于土壤重金屬的監(jiān)測既要做好土壤樣品的控制，同時也要進行監(jiān)測效果的準確性分析。監(jiān)測數(shù)據(jù)多，監(jiān)測過程復(fù)雜，在監(jiān)測環(huán)節(jié)取得的數(shù)據(jù)量大，每一個數(shù)據(jù)的誤差都需要控制在允許的范圍之內(nèi)。如果誤差過大容易造成誤差傳導，對整個土壤樣品的控制十分不利。與此同時，在土壤樣品的控制方面還要對照土壤樣品等重金屬情況分析監(jiān)測數(shù)據(jù)的來源及準確性，通過數(shù)據(jù)的對照、核驗以及專項核查掌握數(shù)據(jù)的準確度情況，確保數(shù)據(jù)在準確性方面達標。土壤重金屬監(jiān)測對數(shù)據(jù)的準確性要求高，對數(shù)據(jù)的累積誤差也提出了具體的要求，通過準確性分析這一環(huán)節(jié)，能夠保證土壤重金屬的監(jiān)測取得積極效果，避免土壤重金屬監(jiān)測因數(shù)據(jù)準確性問題影響監(jiān)測和后續(xù)的分析效果。

4.3 建設(shè)長期樣品保存庫

土壤重金屬監(jiān)測是長期的行為，不是一朝一夕就能解決的，在土壤樣品的制備和保存過程中需要建立長期樣品保存庫，對不同時期的土壤樣品進行長期保存，并進行數(shù)據(jù)比對和核查，找出土壤重金屬的變化規(guī)律，進而為土壤重金屬的監(jiān)測提供完善的數(shù)據(jù)支持。考慮到土壤重金屬監(jiān)測的要求以及土壤重金屬監(jiān)測需要達到的目標，建立長期樣品保存庫能夠?qū)ν寥罉悠愤M行有效保留，并在數(shù)據(jù)分析方面進行數(shù)據(jù)的對照。既解決土壤重金屬的監(jiān)測問題，同時也能滿足土壤重金屬的監(jiān)測要求，使土壤重金屬在具體監(jiān)測環(huán)節(jié)能夠達到預(yù)期目標。

5 結(jié)論

通過對土壤重金屬監(jiān)測的了解，在監(jiān)測過程中既要掌握正確的監(jiān)測方法，同時也要提高土壤重金屬的監(jiān)測針對性，保證土壤重金屬在監(jiān)測過程中能夠弄清楚重金屬的來源、種類、數(shù)量和變化情況，進而為土壤重金屬的監(jiān)測提供有力支持，確保土壤重金屬監(jiān)測在具體實施層面能夠為土壤治理提供有力支持，滿足土壤重金屬治理要求。