环境监测中土壤重金属监测技术要点研究

1 土壤重金属的成因

1.1 自然来源

土壤中的部分重金属元素主要来源于自然成土过程。在长期的地质演变过程中，各类岩石经过风化剥蚀等自然作用，会持续释放出多种重金属元素。以含铅、锌等金属的矿石为例，在自然条件下发生化学分解时，其中的重金属成分可通过水体流动、大气扩散等自然途径进入土壤环境。同时，火山喷发活动也会将地壳深处的重金属物质带入地表，在火山灰沉积区域，土壤中的重金属含量往往呈现相对富集现象。此外，部分富含重金属的母质，在经过物理风化、化学反应及生物作用等综合因素影响下，最终会形成具有特定重金属特征的土壤类型。

1.2 人为来源

工业生产作为土壤重金属污染的重要人为污染源之一，其污染治理工作具有紧迫性和必要性。采矿、冶炼等重点行业在生产过程中将产生大量工业废渣、废水及废气等污染物。若工业废渣未按规定进行规范化处置，其中所含重金属元素将随降水径流渗透至土壤层；工业废水若未经达标处理直接排入水环境，最终将通过灌溉等途径进入土壤系统；工业废气中的重金属颗粒物在大气沉降过程中也将显著增加土壤重金属含量。以有色金属冶炼企业周边区域为例，土壤中铅、镉、铜等重金属含量往往超出国家规定标准限值。同时需要指出的是，农业生产活动对土壤重金属含量同样具有重要影响，其中农药、化肥的不合理使用是导致土壤重金属污染的重要因素之一。一些农药中含有汞、砷等重金属成分，长期大量使用会导致这些重金属在土壤中积累。化肥中的磷肥通常含有一定量的镉，过量施用磷肥会使土壤中的镉含量逐渐增加。此外，污水灌溉也是农业土壤重金属污染的一个途径，未经处理的污水中可能含有多种重金属，用于灌溉会直接将重金属带入土壤。同时，交通运输也会导致土壤重金属污染。汽车尾气排放中含有铅等重金属，在交通繁忙的道路两侧，土壤中的铅含量往往较高。此外，轮胎磨损、车辆零部件的腐蚀等也会向环境中释放重金属，进而进入土壤。

2 环境监测中土壤重金属监测技术的要点

2.1 采样技术要点

在土壤重金属环境监测工作中，采样环节作为关键性基础工作，必须予以高度重视。采样点的布设应当坚持科学性和代表性原则，系统考量土壤类型、土地利用方式及周边环境特征等核心要素。以农田土壤监测为例，需根据农作物种植品种、施肥方式及灌溉水源等差异化情况，科学合理地确定采样点位。针对工业污染区域，必须重点把握污染源空间分布特征及污染物扩散规律。同时，要严格把控采样深度参数，表层土壤（0-20厘米）主要反映近期污染动态，深层土壤（20-50 厘米）则能有效揭示历史污染累积态势。采样数量必须严格遵循统计学规范要求，切实保障监测数据的精确度和可靠性，为后续分析研判奠定坚实基础。

2.2 样品预处理技术要点

采集后的土壤样品需进行合理的预处理。第一步是风干操作，把样品置于通风优良、无污染物的环境下自然风干，要避开阳光直接照射，从而避免重金属出现挥发以及形态改变的情况。随后进行研磨与过筛，将风干后的样品研磨到适宜的粒度，一般会过 20 目、60 目或者 100 目的筛子。由于不同的分析方法对样品粒度的要求存在差异，比如原子吸收光谱法通常采用60 目的样品。接下来是消解处理，这是让土壤中的重金属从复杂矿物结构中释放出来的关键环节。常见的消解方式有湿法消解和干法消解。湿法消解常运用硝酸 - 高氯酸 - 氢氟酸等混合酸体系，此方法能高效分解土壤样品，不过在操作过程中必须留意安全，防止酸雾泄漏以及爆炸等危险状况发生。干法消解是在高温条件下将样品灰化，之后用酸溶解残渣，该方法操作相对简便，然而可能会造成部分重金属的损失。

2.3 分析检测技术要点

在当前土壤重金属检测工作中，可采取多种科学有效的技术手段。其中，原子吸收光谱法（AAS）作为一项成熟可靠的技术，在检测领域发挥着重要作用，其具有灵敏度高、选择性强等突出优势，能够精确测定土壤中各类重金属元素的含量水平。电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）作为一项前沿技术手段，具备同时检测多种元素的卓越能力，其检测限值更为精确，能够充分满足痕量重金属检测的严格要求。此外，X 射线荧光光谱法（XRF）作为一种快速无损的检测方法，无需对样品进行复杂预处理，可直接开展土壤样品现场检测工作，特别适用于大面积土壤污染的初步筛查任务。在科学选用分析检测方法过程中，必须坚持以实际需求为导向，全面统筹考量各项关键要素。具体而言，要高度重视检测精度指标、样品数量规模以及分析成本控制等核心参数，切实做到系统谋划、精准施策。同时，为确保检测数据的准确可靠，要严格落实仪器设备定期校准维护制度，规范开展标准物质质量控制工作，以高标准、严要求推动检测工作提质增效。

2.4 数据处理与报告技术要点

科学合理地处理土壤重金属监测所得数据，是整个监测工作的关键一环。初始阶段，需对原始数据开展审核工作。要仔细核查数据是否完整、准确且合理，将异常值予以剔除。对于异常值的判定，可运用统计学手段，像格拉布斯准则之类的方法。随后，要对数据进行统计分析。通过计算平均值、标准差、变异系数等统计参数，深入了解土壤中重金属含量的分布特性与离散程度。与此同时，绘制直方图、箱线图等图表，让数据的分布状况得以直观呈现。依据监测目的以及相关标准，对土壤重金属污染状况展开评价。可采用单因子指数法、内梅罗综合指数法等方式，对土壤污染程度进行分级评定。评价结果需清晰指出土壤中重金属的污染程度、主要污染物以及污染区域的分布情形。最后，要撰写详尽的监测报告。报告内容应当涵盖监测目的、范围、方法、结果、评价结论以及建议等方面。报告的语言需简洁扼要、准确客观，图表要清晰规范。监测报告应及时反馈给相关部门和单位，为土壤污染防治以及管理决策提供科学的依据。

3 结语

环境监测领域中，土壤重金属监测技术要点的研究贯穿于从采样至数据处理的各个环节，各环节彼此关联、不可或缺。唯有严格把控每一项技术要点，方可保障监测结果的准确性与可靠性，为土壤污染治理提供坚实的数据支撑。展望未来，伴随科技的进步以及监测需求的持续提升，土壤重金属监测技术将朝着更高效、更精准的方向演进。新型检测设备的研发、智能化数据处理方法的应用以及多学科交叉融合的态势，均将为土壤监测工作注入新的活力。与此同时，需进一步强化对监测技术人员的专业培训，提升其操作技能与数据分析能力，以应对日趋复杂的土壤污染问题。通过持续完善监测技术体系，推动土壤环境保护工作的深入推进，最终达成人与自然和谐共生的目标。

参考文献

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