土壤重金属检测技术研究现状及发展趋势

2021-07-20刘凯

探索科学(学术版) 2021年6期

关键词：重金属污染土壤

刘凯

新疆地矿局第一区域地质调查大队新疆乌鲁木齐 830013

引言

中国土壤重金属污染更加严重,这是中国前一阶段过于重视经济生产而忽视环境保护的结果。随着我国土壤重金属污染的加剧,农业和其他相关产业受到了负面影响。在这种情况下,业内人士应该提高认识,加大检测技术的研发力度。

1 传统土壤中重金属检测方法介绍

1.1 原子吸收光谱法这种检测技术的应用原理是基于光源或阴极灯发出的入射光,通过雾化器检测待测元素的原子蒸汽。当部分蒸汽被吸收时,光谱系统和检测系统可以检测谱线的吸收程度,从而获得吸光度。然后根据吸光度与元素原子浓度的线性关系,可以进一步计算出待测物质的含量。在农业土壤检测中,原子吸收光谱法可以分析重金属元素,也可以分析和评价农业环境、土壤背景值、重金属污染和水质问题。

1.2 电感耦合等离子发射光谱根据待检测元素的离子和原子,这种检测技术通过光源激发产生特征辐射。通过判断特征辐射的强度,可以定量和定性地分析土壤样品和环境水样中各元素的含量。原子吸收光谱法的应用可以简化操作步骤,加快分析速度,检出限相对较低。此外,该技术的动态线性范围的检测宽度相对较大,可以达到5个数量级,可以同时检测和分析低含量元素和高含量元素,接近石墨炉原子吸收光谱仪的检测水平。

1.3 X射线荧光光谱法这项技术是通过吸收x光来分析样品中不同成分的方法。光谱仪的结构包括光谱仪控制、光源、探测器、色散和数据处理。在实际分析过程中,该技术的分析结果不同于发射光谱法和等离子光谱法,X射线荧光光谱法在检测准确度、回收率、精密度和检出限等方面均能满足相关要求。将x光荧光光谱法应用于土壤中重金属的检测,可以简化操作步骤,不会污染和破坏样品,检测速度相对较快,重现性和稳定性好。

2 新型土壤重金属检测技术分析

2.1 太赫兹光检测法这种检测方法是近年来出现的一种检测技术,可以通过激发分子间振动、分子大小和相互作用来检测能量吸收特性,也可以检测重金属复杂分子的振动特性。用太赫兹光法检测土壤中的重金属时,通过设计试验获得相关数据,建立检测模型对数据进行分析,可以掌握土壤中重金属含量与太赫兹吸收光谱的对应关系,从而利用太赫兹光谱技术测定土壤中的重金属,得到检测结果。

2.2 生物量间接测定法有些生物的基因表达是发光的,所以遥感技术可以接收光谱,然后根据光谱特征确定土壤中重金属的含量。一些学者在实验室环境中模拟细菌的发光特性来检测土壤中的重金属污染。但需要注意的是,太赫兹光学探测目前仅用于实验室模拟阶段,并没有关于现场探测的报道。

2.3 环境磁学检测法根据物质对外磁场作用所对应的电流,可以对物质进行定量分析,根据一些磁性参数可以确定土壤中的重金属。对于土壤污染检测,磁性检测技术操作简单,经济性和灵敏度高,可以显著减少人力物力的投入。此外,通过环境磁性检测方法的应用,可以获得大量数据,统计分析磁性参数的空间分布,进行图像处理,充分解释土壤污染。正是由于上述优势,磁性检测方法引起了国内外学者的关注,并取得了一定的研究成果。

3 土壤重金属检测技术的现状

3.1 智能程度有所提高目前的重金属检测技术都比较传统。比如先采样土壤,然后排干土壤去除草根、石头等杂质,再消化成分。这个检测过程比较复杂,大部分步骤都需要手工完成,不能保证人为失误造成的误差。而且大量的人工操作也延长了检测时间,降低了检测效率。因此,为了提高检测效率,各种自动或半自动设备应运而生。使用这种智能设备,检测工作不仅大大提高了效率,而且节省了大量的人力成本。

3.2 精确度有所提高准确性是重金属检测技术的首要考虑因素。只有检测数据足够准确,相关部门才能根据数据制定完善的治疗方案。如果检测精度不够,处理工作就达不到预期的效果。而且,随着重金属检测技术与遥感技术的更紧密结合,我国目前的重金属检测技术在效率和准确度上都有了很大的飞跃。

3.3 综合程度有所提高传统的重金属检测技术大多只检测某种污染,缺乏对该地区土壤重金属污染的整体分析。相关部门没有确定严格的检测体系,对重金属检测的多样化需求进行技术研发。如今,我国的重金属检测技术已经通过技术的进步和效率的提高,逐渐实现了对各种重金属污染的检测。一些便携式设备的诞生不仅集成了各种检测功能,还减小了设备的尺寸,给检测工作带来了方便。

4 推动我国土壤重金属检测技术发展的建议

4.1 提升各界对重金属污染的重视重金属在中国已经成为一种非常严重的环境污染,对人们的危害可能要在相当长的一段时间后才会显现出来。为了促进土壤重金属检测技术的发展,相关部门必须加大宣传力度,让人们更多地了解重金属的危害。

4.2 提升专业检测人员的技术水平土壤重金属检测结果是制定治理方案的重要依据,其重要性不言而喻。而且各种检测技术都是由专业技术人员实施的。要提高检测技术的应用效果,必须提高技术人员的专业水平。首先,有关部门可以对现有的检测技术进行人员培训,使人员更扎实地掌握这些技术,加强技术在实践中的运用。相关部门也要建立健全管理制度,让制度真正发挥作用,让技术人员有效提高水平。

4.3 加大投入创新检测技术技术创新是提高工作效率的核心。在重金属检测领域,技术创新可以使检测结果更加准确,同时也可以解放人力,提高效率,不仅可以加快我国重金属检测技术的发展,还可以减少人工工作可能带来的误差。在科技创新过程中,施工人员应清楚了解我国重金属污染的现状,并根据客观情况,确定研发方向,有针对性地进行技术创新。