当前社会工业快速地发展,人口急剧增长,废水污水渗入土壤,大量固态废料在土地表面堆积,加上烟尘、酸雨等危害,土壤污染尤为严重。这不但降低了土地肥力,改变了土层结构性质,而且对人体健康也形成了极大威胁。土壤污染物有很多种,具体成分颇为复杂,而不少污染物含量极少,增加了直接分析难度。此时往往需要采集适量样品,采取正确的方法对其成分和危害进行科学分析,进而了解污染物的性质和薄弱点,才能展开有效的土壤治理工作。
土壤污染成分种类较多,如农药、重金属类、挥发性有机物等,种类不同,样品采集时的深度和方法也有所差异。如农药,汞(Hg)、铅(Pb)、镉(Cd)、As(砷)等重金属类多存在于土壤表层,在样品采集时从50cm深的表层土中采集,便可反映出农药和重金属对土壤的污染程度。在内设置采样点时通常按照100m2设置一个的标准,而对于无污染的土壤可设置为每900m2一个采样点,采集深度在0―50cm之间皆可。采取样品后进行风干,将土中杂质清理掉,接着进行粉碎,并过2mm孔筛。
而挥发性有机物除了存在于土地表层,在下面含水层也有分布,样品采集时需借助专业的方法和仪器,如钻孔采样法取样。样品采集深度也相对较深,从地下10m处往上,每隔1m设置一个采样点,包括地下水也应被采集。通过减压补集瓶等采样测量土壤气体,补集剂多选择活性炭,多孔聚合物类吸附剂在当前很少使用。若污染土壤中气体挥发性有机物含量超过0.1volppm,苯含量超过0.05volppm时,采集土壤样品需将样品瓶装满,并做好密封工作,以免样品发生明显的变化影响到检测结果。因为挥发性有机物有几率存在于含水层,对水形成污染,所以除了地下水,还应收集钻孔机内的水并进行测定。检测时需要原始土壤,所以采集后不能风干,将土中异物清除后,把土壤磨碎,最终粒径大约5mm,并严格密封。
不管是何种污染物引起的土壤检测,制样过程中为防止测定成分被污染或挥发掉,通常会选择在干燥箱中进行干燥,并通过活性炭柱和滤膜的过滤往箱中通入暖风。
即考虑到各类重金属污染可能对地下水带来的污染程度,土壤需用纯水浸提。这是从日本借鉴的污染土壤防治法,根据土壤中重金属的溶出量作为土壤质量衡量标准。以水位浸提剂,连续振荡提取6h,然后静置30min左右,过滤上清液;得到待测溶液,根据真实的情况进行消解处理;最后测定其中所含污染成分。关于土壤的消解方法,目前主要有电热板法、高压釜密闭消解法、碱熔融法、微波消解法等,各有利弊,需根据实际需求做出最佳选择。
采用1mol/L的氯化氢进行浸提,考虑的重点在人体直接摄取对自身健康造成危害程度,对所采集样品进行处理大致经过如下流程:样品风干后粉碎,并过2mm筛孔,至少称取6g;在室温下进行振荡提取,连续2h,保持200次/min的速度;然后静置30min左右,过滤上清液;得到待测溶液,根据实际情况做消解处理;最后测定其中所含污染成分。需注意的是,土壤中虽然含有大量重金属,但并非都污染自然环境,所以这些步骤测定的并不是土壤中重金属的总含量。考虑到人体摄取后可能对肠胃造成的危害,除了铬(Cr),其余重金属均需用氯化氢在室温下提取2h,然后测定其中的重金属含量。而铬(Cr)则通过碳酸氢钠和碳酸钠提取后,用二苯碳酰二肼光度法进行测定。
原子吸收法、ICP-MS 检测法较为常用,对除铬之外的大多数重金属都适用。重金属也有很多形态,通常会以LC-ICP-MS检测法对其做多元化的分析,ICP-MS法可较为精确地测定同位素比,而测定土壤中的钠、铁、铝等组成元素时则适宜选择X射线荧光法或电子束微区分析法。LC-MS检测法大多数都用在测定有机砷对地下水产生的危害。
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