隨著土壤重金屬污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，研究和探索土壤重金屬檢測(cè)方法具有重要意義。土壤重金屬檢測(cè)常用方法包括原子吸收光譜法、原子熒光光譜法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜、電感耦合等離子體質(zhì)譜法等。土壤是自然環(huán)境要素的重要組成部分，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，工業(yè)廢棄物的排放、農(nóng)藥濫用、化學(xué)試劑污染等導(dǎo)致土壤重金屬污染問(wèn)題越來(lái)越突出。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)重金屬污染的耕地約占總耕地面積的1/6。作物生長(zhǎng)在受污染的土壤中，根系活力降低，重金屬會(huì)富集于作物體內(nèi)。人類(lèi)攝入富集重金屬的作物后，重金屬在體內(nèi)富集、積累，從而造成機(jī)體組織和器官的損傷，情況嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致死亡。隨著土壤重金屬污染防治受到越來(lái)越多的重視，研究土壤中重金屬的檢測(cè)方法具有十分重要的意義。

　　土壤中的重金屬檢測(cè)方法有化學(xué)方法、物理方法、生物方法。我們介紹了原子吸收法、原子熒光等光譜法、質(zhì)譜法等幾種較為廣泛的測(cè)定方法。

　　化學(xué)方法

　　化學(xué)方法測(cè)定重金屬，需采用不同的酸體系，徹底破壞土壤的礦物晶格，使試樣中的待測(cè)元素全部以離于態(tài)進(jìn)入試液中。酸體系通常有鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸法、硫酸-硝酸-氫氟酸-鹽酸法、硝酸-高氯酸法、硝酸-氫氟酸-高氯酸法、鹽酸-硝酸法、硫酸-硝酸-高錳酸鉀法、硝酸-過(guò)氧化氫法等，根據(jù)測(cè)定的元素不同，選擇不同的酸體系。加熱分解土壤樣品的儀器設(shè)備有電熱板、高壓密閉消解法、微波消解儀器、石墨消解儀等。還可以采用堿融法，堿融法常用的熔劑主要有碳酸鈉、過(guò)氧化氫、偏硼酸鋰，使用馬福爐在700℃以上消解土壤樣品。應(yīng)用較廣泛分析方法有以下幾種。

　　原子吸收光譜法

　　原子吸收光譜法基于氣態(tài)的被測(cè)元素基態(tài)原于對(duì)其原于共振輻射的吸收進(jìn)行元素定量分析的方法。原于吸收光譜法靈敏度高，選擇性強(qiáng)，分析范圍廣，是一種成熟的檢測(cè)技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于土壤重金屬檢測(cè)。微波消解原于吸收光譜法測(cè)定了銅、鎳、鉛等重金屬元素，該方法的精確度與靈敏度均符合要求。利用密封高壓消解原子吸收光譜法測(cè)定了土壤中的銅、鋅等重金屬元素，結(jié)果為五種重金屬含量測(cè)定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5%，精密度較好。該方法缺點(diǎn)也較為明顯，不適用于未知成分的樣品的測(cè)定，單次只能測(cè)定一種元素、多種元素測(cè)定需要更換光源燈、對(duì)于難熔元素的靈敏度較低等。

　　根據(jù)原子化器的不同，又分為火焰法、石墨爐法和氫化物法等。在土壤檢測(cè)技術(shù)中，火焰法較為成熟，操作簡(jiǎn)單，成本低，干擾較少，但對(duì)于耐高溫元素，如釩等，火焰不能將其徹底解離;石墨爐法檢出限較低，但其效率相對(duì)較低;氫化物法對(duì)于多元素的測(cè)定比較成熟，靈敏度較高，較容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

　　原子熒光光譜法

　　原子熒光光譜法根據(jù)待測(cè)元素的蒸汽態(tài)原于在一定波長(zhǎng)的輻射下被激發(fā)，發(fā)射出熒光并根據(jù)其熒光的強(qiáng)度進(jìn)行定量分析。原子熒光光譜與原子吸收光譜法密切相關(guān)，兼有原子發(fā)射和原于吸收兩種方法的優(yōu)勢(shì)。該方法靈敏度高于原于吸收光譜法，其譜線簡(jiǎn)單，線性范圍較寬、抗干擾能力較強(qiáng)，操作簡(jiǎn)便，適用于多元素同時(shí)快速分析，常用于土壤汞、砷等重金屬元素的測(cè)定。

　　電感耦合等離子體發(fā)射光譜法

　　電感耦合等離于體發(fā)射光譜法根據(jù)被測(cè)元素的原于或離于在光源中被激發(fā)產(chǎn)生特征輻射，通過(guò)判斷特征輻射的存在及其強(qiáng)度大小對(duì)各元素進(jìn)行定性和定量分析的方法。電感耦合等離于體法在分析測(cè)試應(yīng)用中具有簡(jiǎn)潔快速的特點(diǎn)，可以用于大批量樣品的檢測(cè)，但其設(shè)備較為昂貴，樣品進(jìn)樣前需轉(zhuǎn)換為溶液，否則影響其精確度和準(zhǔn)確度。

　　電感耦合等離子體質(zhì)譜法

　　電感耦合等離于體質(zhì)譜法是在等離于體中，導(dǎo)入的樣品溶液存在去溶劑、原于化及電離等過(guò)程，產(chǎn)生不同質(zhì)荷比的離子或氧化物。電感耦合等離子體質(zhì)譜法可同時(shí)測(cè)定多種元素，且檢測(cè)簡(jiǎn)單、迅速、成本低廉，適用于大批量土壤樣品檢測(cè)，具有較好的精確度和準(zhǔn)確度及良好的實(shí)用價(jià)值，為實(shí)驗(yàn)室常用檢測(cè)方法之一。

　　電化學(xué)分析方法

　　電化學(xué)分析方法分為極譜法和溶出伏安法。極譜法是通過(guò)測(cè)定電解過(guò)程中所得到的極化電極的電流-電位(或電位-時(shí)間)曲線來(lái)確定溶液中被測(cè)物質(zhì)濃度的一類(lèi)電化學(xué)分析方法。極譜法可分為控制電位極譜法(如單掃描極譜法)和控制電流極譜法(示波極譜法)。除此之外還有溶出伏安法、催化極譜法。在土壤重金屬檢測(cè)中，電化學(xué)分析方法可用于檢測(cè)銅、鉛、鎘、鋅、砷、鎢、鉬、錫、釩、鎳等項(xiàng)目。

　　單掃描極譜法是在一個(gè)汞滴生長(zhǎng)的后期，其面積基本保持恒定的時(shí)候，在電解池兩電極上快速施加一脈沖電壓，同時(shí)用示波器觀察在一個(gè)滴汞上所產(chǎn)生的電流-電壓曲線。利用超聲波分理提取，單掃描極譜法測(cè)定了土壤中的游離鉛，結(jié)果較好且對(duì)環(huán)境友好。示波極譜法是利用陰極射線示波器觀察或記錄極譜曲線的交流示波極譜法。用示波極譜法測(cè)定土壤中有效價(jià)態(tài)鋅、鐵、錳，結(jié)果精密度高、檢出限好，結(jié)果令人滿(mǎn)意。溶出伏安法是使被測(cè)的物質(zhì)，在待測(cè)離子極譜分析產(chǎn)生極限電流的電位下電解一定的時(shí)間，然后改變電極的電位，使富集在該電極上的物質(zhì)重新溶出，根據(jù)溶出過(guò)程中所得到的伏安曲線來(lái)進(jìn)行定量分析。在土壤重金屬檢測(cè)中主要用到的是陽(yáng)極溶出伏安法。采用陽(yáng)極溶出伏安法測(cè)定土壤中的鉛，結(jié)果靈敏度高，精確度好，且汞污染較少。催化極譜法在極譜分析電解過(guò)程中，由于底液中共存的催化劑的催化作用，引起在特殊電位處所出現(xiàn)的極譜波稱(chēng)為極譜催化波。采用催化極譜法測(cè)定土壤中的鉛，結(jié)果重復(fù)性好，抗干擾能力強(qiáng);黃富嶸等用催化極譜法與單掃描極譜法相結(jié)合測(cè)定土壤中的鎘，結(jié)果靈敏度高，重復(fù)性好，令人滿(mǎn)意。極譜法具有操作簡(jiǎn)單、線性范圍廣、精確度高、儀器設(shè)備便宜等優(yōu)點(diǎn)，但其對(duì)于實(shí)驗(yàn)人員的分析經(jīng)驗(yàn)要求較高，初學(xué)者選擇需謹(jǐn)慎。

　　物理方法

　　物理方法測(cè)定重金屬主要是利用待測(cè)物質(zhì)的物理性質(zhì)，通過(guò)分析基態(tài)原子激發(fā)產(chǎn)生特征譜線來(lái)進(jìn)行定性或定量分析。物理方法的優(yōu)勢(shì)在于直接測(cè)定土壤樣品，操作更加簡(jiǎn)單、無(wú)廢液產(chǎn)生。主要有以下4種。

　　X射線熒光光譜法

　　X射線熒光光譜法是利用基態(tài)原子吸收合適的特定頻率的輻射而被激發(fā)至高能態(tài)，而后激發(fā)過(guò)程中以光輻射的形式發(fā)射出特征波長(zhǎng)的熒光。通過(guò)測(cè)量共振熒光的波長(zhǎng)與強(qiáng)度確定元素的種類(lèi)與含量。該方法成本較低，且快速準(zhǔn)確，可用于多元素同時(shí)分析，提高檢測(cè)效率。加之其可以原位檢測(cè)的特點(diǎn)，在土壤重金屬監(jiān)測(cè)方面得到了廣泛的應(yīng)用，但在實(shí)際應(yīng)用中需考慮其土壤條件、儀器、人為因素等方面的影響。X射線熒光光譜法的缺點(diǎn)是X射線對(duì)人體具有輻射作用，但儀器性能的不斷提高和制樣方式的不斷改進(jìn)，其在土壤重金屬檢測(cè)中的應(yīng)用前景十分廣闊。

　　激光誘導(dǎo)

　　激光誘導(dǎo)擊穿光譜法是一種原子發(fā)射光譜，它的激發(fā)源為脈沖激發(fā)器。脈沖器發(fā)出高功率密度的激光，被測(cè)材料表面就會(huì)有幾微克的等離子體噴射出來(lái)。等離子體在噴射過(guò)程中會(huì)逐漸冷卻，并發(fā)射表征樣品組分信息的光譜、利用光電探測(cè)器和光譜儀對(duì)等離子體發(fā)射光譜進(jìn)行采集。通過(guò)解析等離子體光譜，并結(jié)合定量分析模型，可以得到分析樣品組分的類(lèi)別和含量信息。該方法對(duì)樣品無(wú)損、快速、操作簡(jiǎn)便、成本低廉。采用激光誘導(dǎo)擊穿光譜法檢測(cè)土壤中的營(yíng)養(yǎng)元素，實(shí)現(xiàn)了對(duì)土壤中銅、錳的快速測(cè)定。使用該方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)銅、錳含量的定量檢測(cè)。

　　目前，激光誘導(dǎo)擊穿光譜法的不足之處在于，光譜不穩(wěn)定、檢出限較高、精確度不足;其次激光誘導(dǎo)儀器昂貴且較為復(fù)雜，其基體效應(yīng)較大，激光散射易對(duì)樣品的檢測(cè)產(chǎn)生干擾。故筆者認(rèn)為該方法目前適用于對(duì)已污染土壤的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。該方法近年來(lái)才開(kāi)始應(yīng)用于土壤重金屬檢測(cè)，有很大的提升空間與研究?jī)r(jià)值。

　　測(cè)汞儀法

　　測(cè)汞儀法是由低壓汞燈發(fā)出特征譜線，照射在吸收池內(nèi)的汞蒸氣上，被汞原子吸收后強(qiáng)度減弱，經(jīng)光電檢測(cè)器檢測(cè)，由顯示器顯示吸收信號(hào)的響應(yīng)值。

　　中子活化分析法

　　儀器中子活化屬于非破壞性分析，可直接測(cè)定土壤樣品的重金屬，主要有 La、Ge、Sm、Eu、Yb、Ln、Hf、U、Se、Co 等。測(cè)定結(jié)果精密度≤ 5%的元素主要有：La、Ge、Sm、Eu、Yb、Lu、Hf、Th、U、Se、Cr、Fe、Co、As 等;測(cè)定結(jié)果精密度≤ 10%的元素主要有：Rb、Sb、Cs、Ba、Tb、Ta、Zn 等;測(cè)定結(jié)果精密度≤ 15%的元素主要有：Zr、Mo、Nd、W、Sr 等。肖家祝等采用中子活化分析法測(cè)定土壤中的砷、鉻、鋅元素含量，結(jié)果令人滿(mǎn)意。李雅琦等應(yīng) 用R E E 示蹤法研究土壤侵蝕的中子活化分析方法，定量地測(cè)定各種不同地形部位的相對(duì)侵蝕量具有較高的精確度及靈敏度。

　　生物法

　　近年來(lái)，生物檢測(cè)方法成為土壤重金屬檢測(cè)的一個(gè)熱門(mén)領(lǐng)域。生物檢測(cè)法是指通過(guò)檢測(cè)土壤中生長(zhǎng)或生活的生物個(gè)體、種群或群落對(duì)土壤重金屬的反應(yīng)，從生物學(xué)角度對(duì)土壤污染做出評(píng)價(jià)的技術(shù)，主要有酶抑制法和生物傳感器法。

　　酶抑制法

　　酶抑制法是利用重金屬含量對(duì)酶的活性具有抑制作用間接定性測(cè)定土壤中重金屬含量，合適的酶緩沖系統(tǒng)是其測(cè)定的關(guān)鍵。20世紀(jì)70年代，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已將土壤酶應(yīng)用到土壤重金屬污染的研究領(lǐng)域。其中，最為敏感的酶是脲酶。酶抑制法較傳統(tǒng)方法具有快速、簡(jiǎn)便、樣品需要量少等優(yōu)點(diǎn)。

　　生物傳感器法

　　生物傳感器法是一種快速檢測(cè)技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)是便于現(xiàn)場(chǎng)、原位和遠(yuǎn)程應(yīng)用。湯琳等應(yīng)用酶生物傳感器測(cè)定土壤中汞離子，避免了傳統(tǒng)方法樣品預(yù)處理的復(fù)雜性。

　　土壤重金屬檢測(cè)方法是摸清土壤污染情況的基礎(chǔ)，對(duì)土壤污染研究至關(guān)重要。選擇土壤重金屬分析方法，包括前處理方法應(yīng)根據(jù)工作任務(wù)要求來(lái)確定，或選擇滿(mǎn)足客戶(hù)要求的方法。同時(shí)，還應(yīng)考慮方法本身所能達(dá)到的測(cè)定精密度和準(zhǔn)確度。近年來(lái)，隨著科學(xué)的進(jìn)步，各種學(xué)科交叉發(fā)展，土壤重金屬檢測(cè)技術(shù)快速發(fā)展。傳統(tǒng)方法如原子吸收光譜法、原子熒光光譜法等靈敏度高、重復(fù)性好，由于其存在時(shí)間較長(zhǎng)，傳統(tǒng)方法測(cè)量重金屬含量比較可靠，已被廣泛運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)分析。但其需要依賴(lài)大型儀器設(shè)備，只適用于實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)、操作繁瑣，且使用的試劑易造成環(huán)境污染。引進(jìn) X 射線熒光光譜法與激光誘導(dǎo)擊穿法能夠?qū)崿F(xiàn)快速檢測(cè)與實(shí)時(shí)監(jiān)控，但對(duì)于如何減少干擾和提高光譜的穩(wěn)定性、精確度與靈敏度以及適應(yīng)各種條件下的檢測(cè)等方面需做進(jìn)一步的改進(jìn)。

　　土壤重金屬檢測(cè)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室方法可以采用技術(shù)聯(lián)用，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ);也可以利用電子技術(shù)、超分子化學(xué)技術(shù)等對(duì)傳統(tǒng)方法進(jìn)行改進(jìn)和完善。新型檢測(cè)技術(shù)相對(duì)較新，其儀器材料較為昂貴，其發(fā)展方向逐漸向?qū)嵱没⒑?jiǎn)便化、檢測(cè)項(xiàng)目擴(kuò)大化方向發(fā)展。研究者可以綜合各方法特點(diǎn)根據(jù)需求選擇合適的檢測(cè)方法。

　　從現(xiàn)今發(fā)展技術(shù)來(lái)看，目前土壤重金屬檢測(cè)以光學(xué)和電化學(xué)類(lèi)方法為主，發(fā)展新型快速檢測(cè)方法是趨勢(shì)，通過(guò)研究新方法，對(duì)傳統(tǒng)方法的不斷完善使其更加完善和實(shí)用。