作为人类文明进步所换来的代价,土壤重金属污染已悄然发展成为灾难,据农业部环保监测系统的数据分析,大田类农产品污染超标面积占污染区农田面积的20%,其中重金属污染占80%,对全国粮食调查发现,重金属Pb、Cd、Hg、As超标率占10%。我国每年因重金属污染而减产粮食达1000多万吨,被重金属污染的粮食每年多达1200万吨,合计经济损失至少200亿元。同时这些重金属日益严重地危害着我们的健康,因此,大力发展土壤重金属检测技术已是刻不容缓。

土壤重金属检测

1.常规检测方法

1.1.光谱法

    光学检测法,主要根据检测物对光谱的吸收、发散、散射的不同来进行检测。目前应用发展较好的技术有原子吸收光谱法、原子散射光谱法、原子荧光光谱法等。

1.2.电化学分析法

    电化学分析检测技术主要指通过运用电化学传感器检测土壤重金属。这种检测技术实现了自动化检测,被广泛应用于现场快速检测土壤重金属含量。需要注意的是,这种技术在实际应用中会受到如有机物等土壤污染物的影响,准确性大打折扣,需要完善。

1.2.生物学分析法

    生物学分析法操作简便,灵敏度高,对土壤破坏小,但是很多因素限制了它的应用,所以只能在某些特定的情况下也可以进行土壤重金属的检测,而且对环境的要求也比较高,一般只在实验室使用,难以推广。

传统检测方法的比较
方法 优点 缺点 应用现状
光学分析法 灵敏度高,适用范围广; 准确度较低; 设备成本高。 国内推广度不高。
电化学分析法 操作简单; 准确度较高; 可同时检测多种重金属; 检测成本低; 快速。 前处理复杂; 可能造成二次污染; 检测电位较窄; 多种重金属检测易出现波峰重叠相互干扰。 科研工作者应用较多,已制作出多种简易检测装置。
生物学分析法 检测快速; 操作简单;适合于现场检测; 对土壤破坏性低。 定性检测; 灵敏度准确度较低;适用性低。 实际应用较少,多为科研人员实验室研究使用,暂未推广。

2.新型检测方法

2.1.高光谱分析技术

    高光谱技术高效利用了遥感测试技术,并获得土壤重金属中的高光谱数据,通过高光谱的分辨率,对土壤重金属的含量进行测定,该方法有效避免了检测物检测前繁琐的消毒过程。

2.2.生物间接法

    生物间接法是利用生物基因会在表达过程中,释放特种频率的光谱,我们利用遥感技术,就可以对这些光谱进行准确的分析,并根据分析结果,来定性和定量分析土壤中重金属的含量。

2.3.太赫兹光

    太赫兹光是一种电磁波辐射,其频率范围要远远大于可视光的频谱范围,不同的重金属会在特定条件下释放特定的太赫兹光,通过对太赫兹光频谱的分析,来对土壤重金属有个准确的测定,该技术属于新兴科学技术,尚处于研究开发阶段,还没有形成市场化的应用。

新型检测方法的比较
方法 优点 缺点 应用现状
高光谱分析技术 操作简便快速; 检测成本低; 对检测环境要求较低;可进行大面积即时检测。 准确度较传统实验室检测方法低; 仪器价格昂贵。 国内推广度不高。
生物间接法 灵敏度高; 可靠性强; 成本低廉; 对环境破坏较小。 精确度低; 对环境要求较高; 表达基因获取较难,难以在室外推广。
太赫兹光 操作简便,快速即时; 吸收光谱可对应多种重金属。 尚在研究阶段,吸收光谱与待测重金属关系需要进一步研究。
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