李揚(yáng)璇

（廣州華鑫監(jiān)測(cè)技術(shù)有限公司，廣東 廣州 510663）

土壤是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。如果土壤中重金屬的含量超過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后，將會(huì)導(dǎo)致土壤遭到破壞。而土壤的品質(zhì)直接影響人們的生活、財(cái)產(chǎn)安全。土壤環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)控和保護(hù)，對(duì)于保障人民的生命安全有著十分重要的意義。在具體的土壤監(jiān)測(cè)工作中，要運(yùn)用多種手段，以保證監(jiān)測(cè)結(jié)果可靠，為后續(xù)土壤利用工作提供依據(jù)。

1 土壤重金屬的來(lái)源

土壤中重金屬的來(lái)源主要有八大類。

第一是礦場(chǎng)。鉛、鋅礦常伴生鎘，而銅礦和金礦經(jīng)常出現(xiàn)伴生情況，一些礦場(chǎng)周圍地面重金屬的含量相對(duì)較高。此外，由于“三廢”治理的不到位，在實(shí)際開采時(shí)會(huì)造成重金屬超標(biāo)。這類情況在湖南、云南、貴州、廣西等地區(qū)更為突出。同時(shí)，由于南部的酸性土地較多，土壤中的 Cd等元素含量較高，更容易被其它作物所吸收。

第二是工廠。其中，冶金、電鍍、塑料、電池、化工等行業(yè)是重金屬污染的重要來(lái)源，其中以污水、灰渣、煙塵等“三廢”為污染環(huán)境。主要集中在東北地區(qū)，長(zhǎng)三角、珠三角等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)比較集中的地區(qū)。

第三是飼料。當(dāng)前，很多飼料廠在豬、雞等農(nóng)畜的飼料中加入低檔的硫酸銅和砷粉。因?yàn)檫@種添加劑能殺滅家禽的寄生蟲，提高家畜的體質(zhì)，還能使豬的肉質(zhì)發(fā)紅。飼料中的重金屬含量過高，會(huì)對(duì)人體造成直接的傷害。

第四是肥料。肥料也是重金屬元素的主要來(lái)源，特別是部分磷鉀肥、復(fù)肥中重金屬鎘、鉻、鉛、砷等重金屬元素的含量較高。由于我國(guó)的農(nóng)民習(xí)慣性使用過多的化肥，加之南部地區(qū)實(shí)行多季節(jié)種植，造成了大量的肥料濫用。

第五是殺蟲劑。農(nóng)藥中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種重金屬，例如：醋酸苯汞、砷酸鉛等。在中國(guó)，殺蟲劑用量比全球平均值高2.5個(gè)百分點(diǎn)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年施用的殺蟲劑中，只有0.1%對(duì)害蟲有效，99.9%的殺蟲劑卻會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。

第六是地下河。由于我國(guó)北部水資源短缺，很多地區(qū)的居民生活和生產(chǎn)使用的主要水源是地下水，但是很多地區(qū)的土壤中存在著大量的重金屬。我國(guó)目前存在的地下水污染有三大類：工業(yè)、城市生活污水、農(nóng)村非點(diǎn)源污染。根據(jù)國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局有關(guān)部門的報(bào)告，我國(guó)有63%的城市的地下水資源達(dá)到了I～I(xiàn)II級(jí)，37%的城市達(dá)到了 IV～ V級(jí)。

第七是公路污染。由于汽車尾氣排放、輪胎（磨損）添加劑等重金屬的存在，造成了道路兩旁土壤中鉛、鋅等重金屬及 PFCs的污染。雖然已經(jīng)推行了幾年的無(wú)鉛化燃料，但是以前路邊的泥土中積累重金屬的并不會(huì)馬上被清除。

第八是生活廢水。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，使用未經(jīng)治理的工業(yè)廢水或生活污水，都會(huì)造成重金屬鎘、砷、鉛、汞等重金屬的侵染。特別是在我國(guó)北部，因缺水，利用工業(yè)廢水來(lái)澆灌的現(xiàn)象非常常見，其中海、遼、黃、淮四大區(qū)域的污染耕地占到了全國(guó)85%以上。

2 土壤重金屬的危害

在城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，由于工業(yè)廢水排放、污水灌溉、化肥、殺蟲劑的大量使用、機(jī)動(dòng)車排放過多，導(dǎo)致了土壤中含有大量重金屬。土壤中的重金屬不僅改變了土壤成分、結(jié)構(gòu)和功能，而且還會(huì)造成作物產(chǎn)量下降和嚴(yán)重的健康損害。如果土壤中的重金屬濃度超過了一定的標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品中的某些重金屬被植物所吸附，再經(jīng)過種植、運(yùn)輸、銷售，最終進(jìn)入到消費(fèi)者的生活中，對(duì)人體造成一定的危害。當(dāng)前經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，土地資源日益緊張，土地污染問題也加劇了資源的過度消耗，這種現(xiàn)象如果得不到制止和處理，就會(huì)影響經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)。圖1具體體現(xiàn)了土壤中各種重金屬對(duì)人體所造成的危害。

圖1 土壤中各種重金屬對(duì)人體所造成的危害圖

3 重金屬土壤污染監(jiān)測(cè)

3.1 土壤樣品采集

首先，在現(xiàn)場(chǎng)取樣時(shí)，要根據(jù)土壤污染狀況，選取相應(yīng)的表層土壤進(jìn)行取樣，并對(duì)土壤進(jìn)行預(yù)處理，去除雜質(zhì)，將土壤中的雜質(zhì)用試紙包封起來(lái)。其次，要在樣品上作好標(biāo)記，將取樣時(shí)間、地點(diǎn)等參數(shù)記錄下來(lái)，對(duì)樣品進(jìn)行科學(xué)地編號(hào)，以確保樣品信息的完整和準(zhǔn)確。儲(chǔ)存樣品時(shí)，要有相應(yīng)的樣品庫(kù)房，依照有關(guān)規(guī)范進(jìn)行儲(chǔ)存。同時(shí)，要依據(jù)有關(guān)資料進(jìn)行跟蹤檢查，避免在監(jiān)控啟動(dòng)之前發(fā)生差錯(cuò)，同時(shí)還要有一份樣品表格，上面要有具體的取樣紀(jì)錄，以便對(duì)樣品進(jìn)行精確的監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確土測(cè)定壤中的重金屬含量。

3.2 樣品制備

根據(jù)測(cè)定設(shè)備和測(cè)定的項(xiàng)目要求，對(duì)同一種試樣進(jìn)行不同的處理，每一種粒度的試樣都有一定的需求。檢驗(yàn)既要檢驗(yàn)整個(gè)試樣的總重，還要檢驗(yàn)各種大小試樣的質(zhì)量。因此必須特別留意：受污染的試樣必須單獨(dú)放置在一個(gè)干燥的房間，而且不能與其它試件在一個(gè)試樣間進(jìn)行過濾；樣品的編號(hào)應(yīng)在風(fēng)干、研磨和分裝過程中始終保持一致；對(duì)樣品的標(biāo)簽進(jìn)行定期的檢驗(yàn)，防止樣品的標(biāo)記模糊和遺失。對(duì)每個(gè)儀器進(jìn)行擦洗，防止交叉感染。

3.3 監(jiān)測(cè)土壤前處理

首先，取樣時(shí)，土壤標(biāo)記應(yīng)與土壤保持一致，不得混淆，取樣時(shí)的取樣編號(hào)應(yīng)保持一致。第二，樣品制作時(shí)，每次樣品加工后都要進(jìn)行擦拭（清洗），防止樣品間相互污染。第三，及時(shí)發(fā)現(xiàn)一些具揮發(fā)性、半揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)或可提取性有機(jī)物質(zhì)，而這些物質(zhì)是不需要進(jìn)行制備的。

3.4 土壤試樣監(jiān)測(cè)

3.4.1 激光誘導(dǎo)擊穿光譜法

該技術(shù)主要應(yīng)用于對(duì)樣品的聚焦和汽化。需要用監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)采樣地區(qū)土壤中的重金屬元素進(jìn)行采集，再由計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析[1]，從而確定其中的重金屬含量和種類。對(duì)樣品和組份進(jìn)行量化和質(zhì)量監(jiān)控，并對(duì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行精確地分析。同時(shí)，對(duì)較干凈的試樣進(jìn)行持續(xù)的測(cè)試，其結(jié)果更準(zhǔn)確，且監(jiān)控手段也更可信。

3.4.2 X射線熒光光譜法

X射線熒光光譜是一種比較好的監(jiān)測(cè)手段，可以根據(jù)在 X射線中的組成和含量的改變來(lái)定性和定量分析。具有無(wú)損監(jiān)測(cè)、成本低等優(yōu)點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)多個(gè)樣品的同時(shí)監(jiān)測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。因此，在土壤監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用非常普遍，特別是在土壤中的重金屬含量監(jiān)測(cè)中，有著舉足輕重的地位。采用便攜式 X射線光度計(jì)，可以迅速測(cè)定出土壤中的Cr、Ni等元素，并與ICP-OES測(cè)試的數(shù)據(jù)有很好的關(guān)聯(lián)度[2]。因此，這種儀器既能確保監(jiān)測(cè)精度，又能節(jié)省監(jiān)測(cè)費(fèi)用。

3.4.3 免疫法

采用免疫法分析土壤重金屬含量，監(jiān)測(cè)主要采用抗體反應(yīng)原理，采用酶聯(lián)免疫吸附（ELISA）技術(shù)，以及免疫熒光技術(shù)進(jìn)行快速監(jiān)測(cè)。這種監(jiān)測(cè)方法具有靈敏度高和快速監(jiān)測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，但也有與重金屬組合成化合物的缺點(diǎn)。為了確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，分析人員必須選擇化合物。

4 土壤重金屬監(jiān)測(cè)質(zhì)量控制

4.1 采樣控制

首先，要檢驗(yàn)整個(gè)試樣的總重，還要檢驗(yàn)各種大小試樣的質(zhì)量。采樣時(shí)的土壤標(biāo)簽與土壤始終放在一起，嚴(yán)禁混錯(cuò)，樣品名稱和編碼始終一致。第二，必須在每處理一份樣后把制樣工具擦(洗)干凈，嚴(yán)防交叉污染[3]。第三，分析揮發(fā)性、半揮發(fā)性有機(jī)物，或可萃取有機(jī)物時(shí)，無(wú)需制樣，應(yīng)將新鮮樣品按特定的方法進(jìn)行樣品前處理。

為了確保樣品的一致性，相關(guān)工作人員要嚴(yán)格按照有關(guān)土壤中重金屬的縮分工藝，將其制成樣品，并將其分成100 g每份，進(jìn)行無(wú)污染的馬瑙球磨，直到它們都能穿過100目（0.149 mm）的孔徑。將處理后的試樣分成每份15～20 g，然后用密封袋裝好，以備進(jìn)行重金屬含量的分析，剩余的樣品則作為副樣進(jìn)行保存。

4.2 樣品運(yùn)輸

樣品搬運(yùn)時(shí)應(yīng)采用樣品盒，防止樣品丟失、混淆或污染，取樣員將樣品轉(zhuǎn)交給樣品主管。若要遠(yuǎn)距離運(yùn)送，應(yīng)使用密閉的集裝箱，并注明標(biāo)記，緊固時(shí)要注意防潮。在樣品交接過程中，取樣員和樣品管理人員要將取樣記錄表和樣品標(biāo)簽逐一對(duì)照，以保證樣品的正確。

4.3 樣品保存

樣品保存庫(kù)應(yīng)干燥通風(fēng)，避免陽(yáng)光直射樣品，無(wú)交叉污染，防霉，防鼠蟻，蟲害等作用。既要保證樣品的安全，又要處理好樣品的相關(guān)資料，保證樣品的采集速度和質(zhì)量。在出貨和清運(yùn)時(shí)，必須有相關(guān)的記錄。

4.4 精密性控制

為降低土壤樣品中的雜質(zhì)對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確率的影響，需要對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。制作質(zhì)量管理卡片，并依據(jù)樣品檢驗(yàn)的范圍，對(duì)檢驗(yàn)的正確與否進(jìn)行評(píng)價(jià)。因此，監(jiān)測(cè)人員需要對(duì)問題的成因進(jìn)行分析，并再次檢驗(yàn)。當(dāng)兩個(gè)并行樣品的成功幾率達(dá)不到要求時(shí)，監(jiān)測(cè)人員就需要增加并行樣品的數(shù)目，或者對(duì)樣品進(jìn)行反復(fù)監(jiān)測(cè)。

4.5 準(zhǔn)確性控制

要保證土壤中重金屬含量的監(jiān)測(cè)質(zhì)量，必須對(duì)其進(jìn)行精確地監(jiān)測(cè)，尤其是缺少質(zhì)量監(jiān)控樣品時(shí)，該辦法對(duì)保證監(jiān)控的精度起到很大的作用[4]。在加入和循環(huán)過程中，同一批次的樣品要有20%的樣品。由于符合要求，且回收量監(jiān)控。因此，本工藝在無(wú)實(shí)驗(yàn)條件下仍能維持較高的精確度。另外，有關(guān)的試驗(yàn)資料應(yīng)該被記錄下來(lái)，并進(jìn)行儲(chǔ)存，以供以后參照及追蹤，以符合監(jiān)督的相關(guān)需要。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，土壤重金屬的監(jiān)控程序和質(zhì)量監(jiān)控是確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)具有代表性、準(zhǔn)確性、完整性和可比性的保障，只有這樣才能夠得到全面、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為今后的技術(shù)研發(fā)奠定基礎(chǔ)，進(jìn)而促進(jìn)土地污染治理工作。同時(shí)，要確保所有工作人員能夠嚴(yán)格按照相關(guān)的采樣、樣品制備、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)中的標(biāo)準(zhǔn)要求，重視土壤樣品檢驗(yàn)過程的每個(gè)細(xì)節(jié)，最終準(zhǔn)確測(cè)出土壤中的重金屬含量。