地质实验测试方法对于土壤重金属污染的检测及评估研究论文

2024-02-24 11:02:05 来源: 作者:heting
摘要:近些年,我国工业化和城市化进程不断加快,导致土壤重金属污染的事故频发,对大众生命健康安全造成了威胁。现阶段,土壤重金属污染逐渐成为大众最关注的环保问题。本文从土壤重金属污染入手,根据我国土壤重金属污染情况,综合地质实验测试方法,汇总国内关于土壤重金属污染检测及评估流程、技术。
摘要:近些年,我国工业化和城市化进程不断加快,导致土壤重金属污染的事故频发,对大众生命健康安全造成了威胁。现阶段,土壤重金属污染逐渐成为大众最关注的环保问题。本文从土壤重金属污染入手,根据我国土壤重金属污染情况,综合地质实验测试方法,汇总国内关于土壤重金属污染检测及评估流程、技术。
关键词:土壤重金属;污染形态分布;风险评估
土壤资源属于大众生存和发展的基础保证,土壤质量会直接对大众生活质量造成影响。工业化经济发展进程加快后,土壤重金属污染问题也日益突出。当前,土壤重金属污染、大气污染与水域污染已经构成了中国最主要的三个生态环境问题。特别是其中的土壤重金属污染,其影响与其形成的时间滞后性特点尤其突出。土壤的重金属通常在农民耕种作物中汇聚并进入食物链内,被人体吸收而对人体健康产生威胁。检测和治疗土壤重金属难度较高。土壤重金属会随着水流流动不断扩散,扩展土壤重金属污染范围,这一污染类型要引起重视。
1地质实验测试方法概述
1.1地质实验测试方法内涵
地质实验测试方法主要目标是勘察地质中存在的物质构成,能够在地质勘探、化学勘探和岩石勘探中应用。实际应用这一方法时,还要综合其余物理方法或化学方法使用。对地质进行勘探、分析土壤矿水资源时,要获取绩效指标保障相关工作的顺利完成,同时落实水资源保护工作。
1.2地质实验测试方法原则
(1)合理分配原则。地质实验测试方法在实际应用时要遵守科学分配的基础原则。进行相关布局时,综合有关规律以及实际状况,结合不同地质资源特点落实针对性分布规划,辅助后续勘察工作的落实。现阶段,地质勘察方法在实际使用时要综合当地经济发展和地质特征,保证技术得到合理应用,促使勘察技术的顺利落实。
(2)违反超前原则。地质勘察技术落实和应用过程中,要投入比较高的成本,同时还具备较高风险。这一过程中使用设备要花费较多资金,还需要比较多的人力和物力条件支持。为保障地质勘探方法的科学落实,提升方法落实的经济效益和应用效率,要保障开采效率和工作进程的增加,选用科学方式获取准确数据。同时选择地质勘探技术时,也要综合成本因素选取。
1.3地质实验测试方法重要性
利用地质实验测试方法检测土壤重金属污染情况,要综合地质实验测试开展。二者之间存在互相促进。地质勘测工作中,要分析工作特征。由于检测土壤污染情况具备复杂性特征,检测时也会使用复杂昂贵的机械设备,我国综合实力和科学技术层面有待强化,工作人员实践过程中要保护机械设备,提升设备运行效果。地质实验测试过程中无需过多样品,获取样品的过程也比较简易。为保障测试结果具备较高准确性,要在样品获取过程中挖掘安全隐患问题,及时弥补出现的安全故障。利用地质实验测试方法检测地质重金属污染程度时,会对周边环境造成一定程度影响,但相较于其他方法而言,开展地质实验检测能够最大限度地降低环境污染因素。
地质测试工作在地质重金属污染检测作业中发挥了关键价值,能够实现对样本元素的综合分析,保障工作任务的顺利完成,同时减少环境污染程度。适应了我国提出的可持续发展战略。作业过程中可能面对复杂地质环境,借助地质实验测试方法能够更好地完成作业任务。我国地域比较广阔、地质和地势复杂,实际分析过程中要综合地质特征选择对应措施。在地质实验测试影响下,全面获取地质环境特点。在采样的过程中,也能减少检测偏差并降低安全事故出现的可能,保证工作开展整体效益。重金属污染检测工作复杂性特征明显,还具备系统性特点。检测工作作用下,地质检测范围被进一步扩展。
2重金属地质污染特点
2.1危害性较大
地质环境受到重金属污染后,当地植物生长便会受到直接影响。严重状态下,可能导致农作物直接死亡。部分未死亡的农作物也会在生存过程中积累有害物质。这类重金属有害物质在农作物中长时间积聚,会对大众生命健康造成威胁。除此之外,地质环境中重金属积累到一定程度后,可能出现渗透问题。这类元素渗透到地下环境中,会与地下水交融综合渗透到地下水水域环境中,扩展污染的整体面积。生活在这一区域环境中的动物饮用含有重金属污染的水源后,可能威胁生命,最终循环到自然环境中,对生态、水体以及大气造成威胁。
2.2隐蔽性较强
部分渗透到地质环境中的重金属物质无色无味,因此很难通过肉眼直接发觉。在这类重金属物质渗透到人体中后,才会逐渐显示出毒性。基于此,得出重金属污染具备隐蔽性强的特征,很难通过肉眼直接观察到土壤是否存在重金属污染,要选择适合的设备检测污染情况。
2.3广泛性特点
我国工业化建设脚步加快,市场中工业企业数量和大型工业生产基地逐渐增多,企业之间竞争激烈程度深化。存在工业生产与建设人员在社会发展中,过于关注工业生产行为带来的经济效益提升,忽视了不合理生产对环境造成的威胁。工业生产效率逐步提升时,生产行为产出的废水、废气以及固体垃圾逐渐增多。企业污染物处理设备不能在规定时间内处理重金属垃圾,使其满足规定标准。为适应企业生产要求,生产单位会选择直接投放处理不及时的垃圾,或是将其堆放在固定位置。污染物在这种堆积的状态下会出现扩散问题,导致广泛性重金属污染的出现。
2.4不可逆特点
地质环境中存在的重金属污染逐渐增加后,土壤结构和性质会直接出现变化。土壤本身具备降解污染物的功能,但随着污染物堆积的数量增多后,土壤降解难度也会随之提升。地质环境不能科学处理污染物,可能导致土壤结构出现变化。上述变化具备不可逆的特征。
3具体检测操作流程
3.1选定基本的测试方法
开展地质重金属检测工作之前,需要调查好待检测区域特征,保障对检测区域地质环境和土层构造产生深刻掌握,精准获取地质状态。综合利用地质实验测试,选择科学测试的方法。
3.2遵循实验操作规范化标准
为提升实验检测过程中操作规范化标准,要选择科学合理的测试技术。实验测试工作开展时,可能出现部分误差。规范实验操作能够适时降低实验误差。针对数据样本差异,开展多次测试和分析工作,保障数据具备较高参照性特点。例如,分析硅酸盐岩石中金属铁含量时,利用地质测试和调查方法,实际应用时选用化学分析法。硅酸盐类型多种多样,存在于自然环境中的硅酸盐类型便有600种以上。也因如此,硅酸盐石的形态多样的特征明显。仅依靠肉眼判断,很难保证判断准确性。要落实对应的实验检测工作,按照规定工作流程操作,保障数据准确性。
①保障标准物质完善。制备检测溶液过程中,要提升水源纯度使其满足标准要求,提升测试结果准确性并降低误差的出现。这一过程中,保证溶液中不存在杂质。②分解过程中要利用化学手段。酸融和熔融属于常见化学分解手段,分解质量和效率具备较高优势的是熔融分解。这一分解方法在实际应用时会使用存在污染特征的试剂。工作人员操作过程中,严格把控配比提升数据准确程度,避免受污染情况。还需要进行相应的还原和滴定。操作硅酸盐岩石铁之前,要处理好相关溶液。一般情况下要对其进行加热,在加热过程中加入氯化亚锡,达成还原效果。等待溶液温度降低后,在溶液中增加混合酸以及水。上述作业完成后,为保证数据准确性要中和滴定,选用的主要指示剂是重铬酸钾。③科学分析空白值。实际作业过程中,待测溶液是通过实验获取的溶液。还原待测溶液后,在其中增加氯化亚锡、硫酸亚铁和氯化汞。还要进行综合滴定,避免检测过程中出现比较多的偶然性因素导致实验误差的出现,合理处理空白值。
4土壤重金属元素污染检测技术的应用与发展
4.1土壤重金属处理手段
当前发展背景下,技术工作人员检测土壤中砷元素与汞元素时,通常是以盐溶的方式对其进行研究和测定。土壤汞元素测定的处理过程中,要按1:1的配比向土中加入盐水煮沸,并保证溶解2h。在水溶液中冷却后先加入了硝酸-重络酸钾的水溶液,在进行了混合平衡之后再加入了硫酸-重络酸钾稀释液,并对其进行了稀释处理。处理后的土壤中已不具有镉元素,而镉元素则已完全地被分解到了溶液中。镉元素的测定方法和镉元素基本相同。在消解环节结束后,工作人员要在稀释溶液中增加硫腺-抗血酸溶液,同盐酸溶液再次稀释后,才能够落实上机检测作业。为了分析土壤中蕴含的铜、铅、锌等元素含量,整个处理过程具备复杂性特征。要根据各个重金属元素具备的化学特质,调整检测之前处理步骤。经过上述分解作业后,重金属元素基本能够与土壤分离开来,土壤原本结构也会遭受破坏,检测精细程度能得到保证。然而,这种复杂的消解流程实际使用中并不容易,消解时需要完成一个温度控制动作。电热板的温度控制本来就较难掌控,同时也因为工作人员对加入的各种酸附加点都无法对其加以合理调控,所以消解的掌握难度也就被逐步提高了。而当对其消化不充分时,就需要再多次加入对应酸成分。这些材料使用的时点和规模,要求监测人员掌握相应理论知识和实践经验。环境和重金属检测工作开始进行时,应充分检查工作人员专业知识掌握程度,保障检测人员对整个检测过程全面把控。土壤中铜、铅、锌等元素检测消解时要增加大量酸成分,需要比较多的消融时间。消融的过程可能产生金属损耗或是消融不充分问题。上述情况可能导致溶液中产生矿物晶体,对最终检测精准程度造成影响。
4.2光谱检测技术
光谱检测技术在当前重金属检测中十分常见,检测结果具备较高的灵活程度。然而前期检测成本支出较多,作业流程也比较复杂,技术要求高还需要耗费大量检测时间,要求准备专业的检测设备。这一技术主要以X射线为检测载体,应用这项技术会对检测人员身体健康造成威胁。光谱检测过程中,工作人员需要配备专业防护设施根据专业技术操作流程完成作业,避免X射线对检测人员身体健康造成威胁。光谱检测技术不能高效率完成现场检测,也因如此这项技术发展越来越向着紫外可见光光度法转换。
4.3电化学分析检测技术
相较于光谱检测技术而言,电化学检测技术更快捷且高效。作业人员要在专业实验室空间中进行土壤重金属监测操作。电化学分析检测的是采用电化学传感器,这一传感器可以对环境中各种形式的环境元素进行定量分析和验证。测试技术人员要在规定的测试范围内进行环境重金属测定和分析操作。电化学分析测试的使用领域相当广泛,但检测过程中也会受到外界多种因素作用。土壤中出现大分子颗粒、有机物或是表面活性剂土壤污染物质后,在检测环节获得的数据精准程度便无法得到保证。我国土壤重金属污染这一情况覆盖面积比较广泛,电化学分析检测技术应用前景较好。这种编解作业的方式受到众多检测工作人员支持,科研机构要将电化学分析和检测作业设备研发放置在关键地位,关注设备自身抗干扰能力和检验精准程度。
4.4新型检测技术
科学技术发展水平不断提升后,为保障土壤中重金属污染获得科学检测,要控制好检测成本支出,逐步优化升级检测技术水平。选用以下几种新型检测技术落实检测工作。
(1)生物传感器检测技术。生物传感器检测技术主要以综合金离子、固定电极材质中特异性蛋白科学应用完成检测分析任务。检测过程中固定电极内部特异性蛋白构造会产生变化,作业人员要借用灵敏电容信号传感器获取变化信号,完成对土壤中重金属离子的检测工作,分析土壤中重金属含量变化情况,对其进行准确的分析和判断。当前发展背景下,行业技术工作人员要借助生物传感器,测试土壤水溶液中毒性化合物占比,获取土壤中的重金属污染层级,以及其对生物生长造成的负面影响。然而这种分析办法具备应用限制,土壤中生物活性和环境要求较为苛刻,场景适应能力比较薄弱。
(2)酶抑制检测技术。酶抑制检测技术能够得出重金属离子与酶活性因子反应情况,上述反应可能会导致酶活性因子结构和性质出现变化,酶活性降低。工作人员在特定仪器辅助作用下,可以得出酶活性下滑的程度,得出其中具备的重金属含量。酶抑制检测技术在实际应用过程中要受多种因素限制,实际操作时,作业人员不能直接获取显色剂中金属离子、电导率和吸光度等数据变化状态,要借助专业仪器设备显示数据信息。现阶段,酶抑制检测技术主要被应用在食品重金属检测中,将其应用到土壤重金属检测还要进一步优化。
(3)免疫分析测试方法。免疫分析测试方法的基础为免疫分析法,技术具有较强灵敏度和独特性特点。由于方法运用的困难和技术繁琐性很大,要求操作者使用合理物质,记录样品中重金属分子特征及其结构,保证金属分子获得充分的氧化还原环境,为免疫分析法的应用提供了合理依据。免疫分析法首先要保证载体蛋白可以同综合离子物质结合,同其进行免疫反应。并通过研究得出了综合离子物质的具体占比。然后检验人员应选用特殊载体,有针对性地进行重金属离子化合物的综合性监测,提升检测数据精准程度,使其具备较高的参考价值。
(4)太赫兹光谱检测方法。太赫兹光谱检测方法的主要基础,是由物质内部以及在不同物质内部所产生的共同激发效应。要确定激发的能量,完成对环境有金属元素监测的工作。太千赫光谱测量法是一种专门的监测技术,要求人员在仪器支持情况下,确定原子和物质对激发过程产生的震动,使之成为能吸收的判断信息。设备分析上述能量数据,能够得出土壤内重金属离子化合物的实际含量。近年来,太赫兹光谱检测技术越来越被科研人员重视,相关技术的应用和发展效率不断提升。
5结语
综上所述,当前土壤重金属检测工作角度出发,地质实验测试为其提供了基础保障。研究土壤受重金属的污染程度,有利于我国资源利用和环境保护。工作方法和研究技术进步能够提升地质行业的整体发展质量,有利于周边勘探环境的维护。提升地质勘探工作前沿性、全局性和战略性,发挥勘探对环境保护的功能,有利于地质实验测试技术的科学利用,有利于获取科学的数据信息、践行地质行业内部可持续性发展战略
