檢測土壤重金屬應該用什么方法比較準確
2014-09-03
下面主要介紹土壤重金屬的常規測量方法：
砷
砷（As）是人體非必須元素，元素砷的度相較低而砷的化合物均有劇毒，三價砷化合物比五價砷化合物毒性更強，有機砷對人體和生物都有劇毒，砷通過呼吸道、消化道和皮膚接觸人體。如攝入量超過排泄量，砷就會再人體的肝、腎、肺、子宮、胎盤、骨骼、肌肉等部位，特別是在毛發、指甲中蓄積，從而引起慢性砷中毒，潛伏期可長達幾年甚至幾十年。慢性砷中毒有消化系統癥狀、神經系統癥狀和皮膚病變等。砷還有至癌作用，能引起皮膚癌。砷危害植物作物的原因是由于砷阻礙了作物中水分的輸送，使作物根以上的地上部分氮和水分的供給受到限制，造成作物枯黃。在一般情況下，土壤、水、空氣、植物和人體都含有微量砷，對人體不會造成傷害。砷是我國實施排放總量控制的指標之一，砷的污染主要來源于采礦、冶金、化工、化學制藥、農藥生產、紡織、玻璃、制革等部門的工業廢水。
測定砷的兩個比色法，新銀鹽分光光度法和二乙氨基二硫代甲酸銀光度法，其原理相同，具有類似的選擇性。但新銀鹽分光光度法測定速度快、靈敏度高，適合于水和廢水的測定，特別是對天然水樣，而二乙氨基二硫代甲酸銀光度法適合分析水和廢水，但使用三氯甲烷，會污染環境。氫化物發生原子吸收法是將水和廢水中的砷以氫化物形式吹出，通過加熱產生砷原子，從而進行定量。樣品采集后，用硫酸將樣品酸化至pH<2保存，廢水樣品酸化至含酸達1％。
鎘
鎘（Cd）不是人體必須的元素，鎘的毒性很大，它可通過食物鏈進入動物和人體，可以在人體內蓄積，主要蓄積在腎臟，引起泌尿系統的功能變化，鎘在人體內形成鎘硫蛋白，它與含羥基、氨基、巰基的蛋白質分子結合，影響酶的功能，導致蛋白尿和糖尿等；鎘還能影響維生素Ｄ3的活性，使骨質疏松、萎縮、變形等。鎘對植物的危害表現在其破壞葉綠素，從而降低光合作用，還能使花粉敗育，影響植物生長、發育和繁殖。水中含鎘0.1mg/L時，可輕度抑制地表水的自凈作用。用含鎘0.04mg/L的水進行農業灌溉時，土壤和稻米就會受到明顯的污染。日本的痛痛病就是鎘污染所致。鎘是我國實施排放總量控制的指標之一。鎘的主要污染源有電鍍、 采礦、冶煉、燃料、電池和化學工業等排放的廢水。
直接吸入火焰原子吸收分光光度法測定鎘快速、干擾少，適合分析廢水和受污染的水體，萃取或離子交換濃縮火焰原子吸收分光光度法，適用于分析清潔水和地表水。石墨爐吸收分光光度法靈敏度高，但基體干擾比較復雜，適合分析清潔水。此外，雙硫腙分光光度法、陽極溶出伏安法或示波極譜法也可以用于鎘的測定，等離子發射光譜法是鎘及其多種元素同時測定的方法，簡便、快速、干擾少，適合于地表水和廢水的測定。
銅
銅（Cu）是人體必須的微量元素，成人每日的需要量估計為20mg，銅對水生生物毒性很大，游離態的銅離子的毒性比絡合態銅要大的多。
直接吸入火焰原子吸收分光光度法快速、干擾少，適合分析廢水和受污染的水體，分析清潔水可選用萃取或離子交換濃縮火焰原子吸收分光光度法，也可以選用石墨爐吸收分光光度法但后一種方法基體干擾比較復雜，要注意干擾的檢驗和校正，但基體干擾比較復雜，適合分析清潔水。此外，也可以選擇二乙氨基二硫代甲酸鈉萃取光度法、新亞銅靈萃取光度法、陽極溶出伏安法或示波極譜法，等離子發射光譜法，簡便、快速、干擾少，也可以選用，但儀器比較昂貴。
汞
汞及其化合物屬于劇毒物質，可在體內蓄積，進入人體的無機汞離子可轉換為毒性更大的有機汞，經食物鏈進入人體，引起全身中毒。汞的污染源主要是儀表廠、食鹽電解、貴金屬冶煉、溫度計及軍工等工業廢水中，金屬汞為親硫族元素，在自然界中常伴生于銅、鉛、鋅等有色金屬的硫化物礦床中，而這些金屬在冶煉過程中，汞大部分揮發進入空氣，因此金屬冶煉廠附近的土壤汞污染就相對嚴重。汞是我國實施排放總量控制的指標之一。
冷原子吸收法、冷原子熒光法和原子熒光法是測定水中痕量、微量汞的特效方法、干擾因素少，靈敏度高。雙硫腙分光光度法是測定多種金屬離子的通用方法，如能掩蔽干擾離子和嚴格掌握反應條件，也可以得到較好的分析效果。采樣時，每采集1L水樣應立刻加入10ml硫酸或7ml硝酸，使水樣pH值低于或等于1。取樣后不能立即進行測定，向每升樣品中加入5％高錳酸鉀溶液4ml，必要時多加入一些，使其呈現持久的淡紅色，樣品存儲于硼硅玻璃瓶中，廢水樣品應加酸至1％。
鉛
鉛是可以在人體和動物組織中蓄積的有毒金屬，鉛的主要毒性效應是導致貧血癥、神經機能失調和腎損傷。鉛對植物的危害，主要是影響植物的光合租用和蒸騰作用，Pb對土壤中尿酶和轉換酶有較強的抑制作用，長期大量施用含Pb的污泥或污灌，有可能使土壤中氮的轉化受到較為嚴重的影響。鉛對生生物的安全濃度為0.16mg/L.鉛的主要污染源是蓄電池、冶煉、五金、機械、涂料和電鍍工業等排放的廢水，鉛是我國實施排放總量控制的指標之一。
在測定含鉛較高的廢水水樣時，為了避免大量稀釋引入的誤差，可使用雙硫腙光度法。
鋅
鋅（Zn）是人體必不可少的有益元素，堿性水中鋅的濃度超過5mg/L，水有苦澀味，并出現乳白色，水中含鋅超過1mg/L時，對水體的生物氧化過程中有輕微的抑制作用。農灌溉水中鋅含量低于1mg/L時，對水稻、小麥的生長無影響。
直接吸入光焰原子吸收分光光度法測定鋅，具有較高的靈敏度，干擾少，適合測定各類水中的鋅，也可以選用雙硫腙比色法、陽極溶出伏安法或示波極譜法。對污水中高含量的鋅，為了避免高倍稀釋引入的誤差，可選用雙硫腙法。高鹽度的廢水或海水中微量鋅的測定可選用陽極溶出伏安法或示波極譜法，這兩種方法抗干擾能力強。鋅時極易受玷污的元素之一，采樣瓶必須用酸蕩洗，采樣時必須做現場空白。地表水酸化至pH<2保存，污水應加入酸，使酸度達到約1％。
鎳
鎳鹽易引起過敏性皮炎，對水生生物具有明顯的毒性作用，鎳的主要工業污染來源是采礦、冶煉、電鍍等工業排放的廢水和廢渣。
水中鎳的測定可采用原子吸收法或等離子發射光譜法，這兩種方法靈敏度高、簡便、快速、干擾少。在測定含鎳較高的廢水水樣時，為了避免稀釋引入的誤差，亦可使用丁二酮肟光度法。水樣采集后，即用硝酸將水樣酸化至pH<2，保存于聚乙烯瓶中，廢水樣品加硝酸至1％。
鉻
鉻是生物體所必須的微量元素之一，鉻的毒性與其存在的價態有關，通常認為六價鉻的毒性比三價鉻高100倍，六價鉻更容易為人體吸收吸收而在體內蓄積，導致肝癌，而在水體中，受水中pH值、有機物、氧化還原物質、溫度及硬度等條件影響，三價鉻和六價鉻的化合物可以互相轉換。鉻對植物的毒性主要發生在根部，吸收鉻的約有98％保留在根部，高濃度的鉻不僅其本身對作物產生危害，而且能干擾植物對必須元素的吸收和運輸。六價鉻為我國實施總量控制的標準之一。鉻的污染來源主要是含鉻礦石的加工、金屬表面處理、皮革揉制、印染等行業。
鉻的測定可采用二苯酰二肼分光光度法、原子吸收分光光度法、等離子發射光譜法和滴定法。清潔的水樣可直接用二苯酰二肼分光光度法測定。如測定總鉻，用高錳酸鉀將三價鉻氧化為六價鉻，再用二苯酰二肼分光光度法測定，水樣含鉻量較高時，用硫酸亞鐵銨滴定法。
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