摘要：本文综述了土壤中重金属含量检测技术，包括传统的光谱法（原子吸收光谱法、电感耦合等离子体一原子发射光谱法、原子荧光光谱法、x射线荧光光谱法、激光诱导击穿光谱法）及新型检测技术（生物传感器法、酶抑制法），并总结了各种方法所具有的特点、适用范围、经济成本、检出限及各检测技术存在的问题，讨论了现存重金属检测技术所存在的问题和发展方向，以期为建立灵敏度更高、更准确、更快速的检测方法提供参考。
关键词：土壤；重金属含量；检测技术
引言：一般情况下，比重＞5的金属称为重金属，土壤污染中的重金属主要指汞、镉、铅、铬等金属以及砷等具有显著生物毒性的类金属，同时也指铜、钴、锌、镍、锡等具有一定毒性的重金属。重金属对土壤的污染短期内很难恢复，土壤中的重金属可能会通过相关食物链进入农产品，影响到农产品的质量安全，因此可能会严重危及到人类健康、生存和发展，因而对土壤中主要重金属的含量进行检测是十分必要的。
1、目前土壤重金属污染概况
1.1 土壤重金属污染的特点
1.1.1 普遍性特征
随着人类的生产方式的改变，即由手工生产方式向工厂化的集中快速生产方式改变，随之而来的不仅仅有巨大的生产力同时也对生态环境带来了严重的危害。其中重金属污染也日趋普遍。
1.1.2 隐蔽性或潜伏性
重金属因其无色无味的特殊性，进入环境中很难被人体感觉器官直接发现。只有通过植物进人食物链后，经过长时间积累才能适时反映出来。农业生产中，由于使用化肥或污水灌溉，非经监测的农产品短时间内无法察觉，只有数据显示或人体健康出现异常时才有可能察觉。所以土壤重金属污染潜伏期较长。
1.1.3 不可逆性和长期性
土壤重金属污染具有不可逆转的特性，因为进入土壤的重金属具有稳定性，可随着时间不断积累，从而破坏土壤结构和理化性质，使土壤功能发生变化而难以治理，再加上土壤自我净化能力有限且重金属又多以难分解的化合物或络合物存在，所以重金属污染具有长期性。
1.2 我国土壤重金属污染现状
我国土壤重金属污染已经进入高发阶段。土壤重金属污染不仅在城市、河流上游、工矿企业，更多发生于农村、河流下游等区域。我国土壤土壤重金属污染已经成为危害我国人民身体健康破坏生态环境的重大环境问题。
2、土壤中的重金属含量检测技术
土壤中重金属含量检测技术主要包括传统的光谱技术、新型检测技术等，下面列举几种技术在土壤重金属含量检测中的应用。
2.1 传统光谱技术
2.1.1 原子荧光光谱法
此种方法适用于对有荧光的重金属进行检测，但是在进行土壤重金属检测的过程中有些重金属本身并没有荧光，因此需要添加一定的荧光分析试剂，使得原子光谱法的使用更加灵活。原子荧光法对于重金属含量的检测速度快，数据准确，可以作为一种基础的重金属检测技术。例如，向土壤样本中加入王水，微波消解对铜进行萃取，然后利用氧化法对土壤中的Cd元素含量进行检测。
2.1.2 原子吸收光谱法
此种方法是为了提高重金属的灵敏性，以提升样本的检测水平，一般应用于检测的准备阶段。此种方法与湿法、干法、微波消解法进行结合，可以对检测结果进行快速的定量分析。
2.1.3 X射线荧光光谱法
此种方法能够实现大批量的土壤检测，可检测的重金属种类多，具有很好的发展前景。其中，超软X射线对重金属检测的灵敏度高，是此种检测法中的一种主流发展方向。现阶段，此法能够直接检测出重金属浓度含量，能够迅速判别重金属种类。
2.1.4 电感耦合等离子体-原子发射光谱法
电感耦合等离子体-原子发射光谱法是以等离子体为激发光源的原子发射光谱测试分析方法，可同时对多元素进行定性、定量检测，其检出限低、耗时少、准确度高。但是，此法检测的成本较高，干扰元素多，检测过程比较复杂，对前处理要求和检测人员要求都高。
2.2 新型检测技术
2.2.1 酶抑制法
重金属元素可以对细胞活性产生抑制作用，因此使用活性酶进行土壤检测检测，通过分析酶活性判断土壤中是否含有重金属。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此种检测方法需要进行定性要求才能进行使用，使用的可抑制活性酶要与所需检测重金属含量进行匹配。同时，该方法对验环境的要求比较苛刻，必须选择好相应的缓冲液才能够精确分析土壤中的重金属含量。
2.2.2 生物传感器法
由于生物传感器会因各种外界因素的影响缩短寿命，影响土壤检测的结果，因此此种方法还未普及，现阶段人们对生物传感器进行大量的研究。例如，新型葡萄糖氧化酶生物传感器能够有效地对土壤中的汞元素含量进行检测，此种传感具有可再生能力，能够进行循环使用，这无疑大大节省了生物传感器的检测费用。
2.3 电化学分析检测技术
电化学分析检测运用电化学传感器对土壤中的重金属含量进行检测，这种检测方式速度比较快，检测过程全程自动化，因此较多地应用于土壤现场检测。需要注意的是，这种检测技术容易受其他土壤污染物的影响，其主要应用于对普通浆料的检测。所以，电化学检测也是未来检测手段中一项需重点研发的工作，以提升检测的灵敏度与检测过程中的抗干扰水平。
2.4 免疫分析检测技术
免疫分析检测技术的灵敏性较高，检测过程比较特殊，通过使用免疫分析的手段对土壤中重金属的含量进行检测。在使用此种检测方式时，人们需要注意：一是确保载体蛋白能与金属离子的化合物连接并产生免疫原性；二是为保证氧化还原反应的顺利进行，人们应为检测络合物预留一定的空间结构。为确保检测过程的精准性，工作人员要注意将具有特异性抗体与金属化合离子进行综合。
2.5 太赫兹光谱检测技术
太赫兹光谱检测技术是一种新型的前沿科技，通过对分子内部或分子间相互作用进行激励，实现对土壤重金属含量的有效探测。从本质上来讲，它就是通过化学激励震动所需吸收能量对土壤中的重金属含量进行检测。使用此项技术的大多为科研工作人员。
3、展望
重金属检测关系着整个生物圈的良性循环，也与我们的生活息息相关。为了适应社会经济以及环境保护的需要，力求找到灵敏度更高、检测速度更快、操作更加简单、特异性更强的检测方法。研究方向也涉及各个领域。
3.1 对传统技术的完善
传统检测技术因其发展时间较长，技术就显得较为成熟。但它们的缺点也是十分突出的。例如进样较为复杂，设备比较昂贵而且操作也比较复杂，对检测者的身体健康有危害。研究者利用现代高科技术如电子技术、超分子化学、纳米技术等等对传统方法做了一定的调整与改善，也取得了相应的成果首先对样品前处理技术进行改进，如采用微波消解法和三酸消化体和密封高压消解罐对样品进行预处理；其次降低其干扰项如添加基体改进剂；再次采用较为先进的仪器如三通道原子荧光光度计。当然最主要的还是偏向于技术的联用。因为联用技术可实现优势互补使得检测范围以及准确性得以大大提高。因此备受研究者重视。发展速度也十分迅速。
3.2 发展新型检测技术
重金属检测技术逐渐向小型化、实用化、简便化、检测项目扩大化发展。重金属检测技术的快速发展需要各方面的协助，其中包括化学、生物、电子技术等等。在今后的发展中，除了对传统技术的完善研究者也在其他领域做了一定的探讨如生物和磁学方向。生物学方向如前面提到的生物传感器法和酶抑制法等。再者在生物学领域还发展了一项新型检测技术免疫分析法。免疫分析法灵敏度高，其灵敏度可达10--22moL／L分析方法简便快捷，绝大多数分析测定仅需加入一种试剂；结果稳定误差小，样品是自己发光无需其它光源减少了影响因素，使分析结果更为准确。特别在重金属快速检测方面有很大的研究前景。再者磁学在土壤重金属检测方面也显现出了其优势，研究者对此方法也显现出了极大的热情。例如Bermea等用磁学手段测得城市表层土壤重金属污染情况；Yang等研究成果为监测土壤重金属污染提供了有效手段和重要依据。重金属检测是一项长期的工作，需要各个方向专家的共同努力，在未来的发展中土壤重金属检测技术将愈加完善与实用，当然我坚信将有越来越多的更具优越性的方法问世为土壤重金属检测技术注入新的活力。
4、结语
土壤重金属的检测方法作为研究土壤问题的工具，对于土壤污染问题的研究至关重要。随着科学技术的不断发展，其总体是向高光谱遥感、环境磁学、太赫兹光及基因技术等具有高普适应性的方向发展，但就技术本身的发展趋势而言，是向更高精度的微观探索技术和节约时间、成本的中观及宏观检测技术的方向上发展。
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论文作者:钟楚狮
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/29
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