現代工業技術在農田重金屬污染監測中的應用研究論文
農田土壤是人類賴以生存的各類糧食作物生長的最基礎的自然條件，因此其生態問題始終是各國科學家研究的一個重點方向。我國作為一個農業大國，所以農田對于我國的發展有著至關重要的地位。隨著工業化以及城市化進程的不斷推進，人們的周邊環境也在發生著巨大的轉變，土壤重金屬污染尤為嚴重。要想可以更好地對土壤環境加以監測與控制，對土壤重金屬開發并研究有效的監測技術以及儀器顯得非常的迫切。本文便對這些技術進行簡要的研究與探討。
重金屬污染通常指汞、鎘、鉛、鉻還有類金屬砷等具有顯著毒性的重金屬產生的污染。由于重金屬毒性極大、難于降解、極易積累，同時對作物的生長、品質以及質量等都會造成影響，特別是其可以被作物吸收后從而進入食物鏈加以富集，最終成為了能夠對我們的健康造成威脅的隱藏因素。所以研究與開發可以有效地監測土壤重金屬的技術已經勢在必行。本文接下來對實驗室監測以及現場快速檢測進行簡要的分析，通過對其進行對比分析，從而在今后的選擇中可以根據實際情況選擇最佳的監測技術。
1實驗室監測技術
實驗室監測是一種較為傳統的監測技術，通常步驟是田間土壤采樣，之后經過前期處理，最后再進行樣品分析以及進行數據處理。由于實驗室監測擁有精度高、線性范圍廣、檢出限度低、抗干擾能力強以及準確度高的優勢;同時，實驗室監測還便于對土壤中的重金屬形態和價態進行測量。因此目前重金屬污染監測依然是主要采用實驗室檢測。實驗室監測的分析方式通常有光學法光譜法和光度法等常用監測分析方式，此外，還有部分其他分析方法如化學分析法與極譜法等。
1.1光度法或光譜法
光度法或光譜法是利用光學類設備展開分析，對土壤中存在的金屬元素或離子成分進行分析，以此來直接或間接的確定土壤中的含有的重金屬成分。光度法由于具有投入少，可以被廣泛運用到基層土壤重金屬監測中。光譜法由于一次性投入較大，人員操作要求較高，因此不能在基層廣泛的進行。但是在實際的監測中，往往需要根據實際情況進行土壤監測方法的選取。在無法使用光度法或光譜法進行監測時，應該選用化學分析法加以監測。
1.2化學分析法
除了上述提到的光譜法以及光度法進行重金屬的檢測方法之外。實驗室監測還有通過特定化學反應作基礎的化學分析法以及利用電化學儀器作為基礎的極譜分析法。這里化學分析法具有檢測結果精確、耗費的費用較少，然而其具有較差的選擇性，而且樣品前處理較為繁瑣檢測靈敏度較低。因此其只能運用到對樣品內的常量組分進行分析，在以往的土壤重金屬測定含量以及微量元素研究時擁有較多的應用。極譜分析法則具有選擇性強、適用范圍廣、可以進行連續測定以及精度高等優勢，然而其分辨率低、靈敏度也較差，而且很容易造成二次汞污染。
2現場快速監測技術
實驗室檢測如果要進行大面積的土壤質量評估調查以及土壤修復實驗研究，那么就要通過大面積的進行土壤采樣。但是因每次分析樣品均需要很高的資金投入，并且每次的分析項目是有所限制的。因此在進行大量樣品分析檢測時，不但需要投入極多的人力、財力以及物力，同時還要耗費很長的檢驗時間。此外，樣品在采集、運輸、儲存和測定時具有著非常嚴格的要求。因此在每個環節存在一定失誤均會使測量結果有所偏差。同時會使樣品極易出現二次污染，無法快速的分析出土壤內存在的重金屬含量，使的實驗室檢測技術受到了極大的限制其應用。所以，研制出能夠在現場進行快速監測是非常必要的。當前時期主要的現場檢測技術有LIBS技術以及土壤磁化監測技術等。
2.1 LIBS技術
LIBS技術即激光誘導擊穿光譜技術。該技術是一項新開發出來的技術，主要是用于現場土壤成分檢測。在檢測過程中把樣品加以分析，通過會聚透鏡系統發送至激光器內，激光器的作用是為其提供一定的光源，以此來激發產生等離子狀態，之后激光器把數據利用電源上傳至計算機中。此外，土壤樣品展開光學系統檢測過程中，需經由光纖把數據輸送至光譜儀中，經由脈沖延時器來對土壤內的重金屬進行檢測，之后把該數據也上傳至計算機內。所以把這兩個不同的數據結果進行結合，從而產生出了較為精確的數據。
與以往的光譜測量技術相比較，LIBS技術擁有如下優勢。可以實現對多種元素的共同分析。可以實現在不接觸或破壞下進行現場土壤的快速監測，不再需要對樣品進行預處理，使得對象的不會出現二次污染。此外還能夠實現監測的連續性進行，真正實現進行快速分析。但是由于該技術是新興的技術，其在諸多方面還需要加以完善。為了使其成為一項較為成熟的技術，具有低檢測限以及高靈敏度等優勢，還有許多的技術需要突破。這是因為該技術的影響因素較多，諸如樣品理化性質、樣品基質效應、信噪比的提升、周圍環境、激光功率等。上述因素LIBS造成的影響和最佳測定條件的限定均需要加以研究。
2.2磁化技術監測
隨著LIBS技術發展被不斷的完善，磁化技術也被逐漸應用到了現場的檢測。因磁化現場加測較為便捷，在對土壤成分展開分析時，可以檢測出農田土壤內部磁化度、有機巖以及水分等數據。所以，磁化程度高的土壤，所含有的重金屬的量也就較高。因此可以利用對土壤瓷化程度進行檢測，來展開對污染程度的判定。在現場檢測技術中，磁化技術由于擁有簡便、快速等優點。所以，該技術更為方便實施，從而使檢測工作效率得到了很大的提升。
和傳統的化學檢測方式相比，磁化監測擁有如下優勢。磁測儀器較為輕巧、靈敏度較高，能夠攜帶其至現場展開測量。雖然該技術是一項間接測量重金屬的方式，但是測量過程簡單且重復性好。而且在檢測時可以避免在大面積檢測時所進行的大量采樣以及土樣處理等工作的繁瑣程度，可以切實的提高工作效率。這些優勢可以對化學分析耗費大量的人力、財力以及物力的缺陷加以彌補，這是一種有效輔助進行土壤污染研究時的技術。
但是能夠對物質磁化產生影響的因素很多，因此在利用磁化技術進行測量時無法完全精確地對污染程度加以判定，要利用其它方法對其進行補充。另外，當前時期所采取的磁化參數具有一定的局限性，還要對其進行加以提煉最為簡便、有效的參數。不斷強化單一磁化測量向多磁化參數發展，從而對其加以綜合的利用。同時對重金屬影響磁性礦物因素及其機理加以探究，從不同的方面對土壤變化資料進行完善。將研究成果從定性到半定量直至全定量方向發展，從而使將來的磁性研究擁有更大的潛力。
3結語
土壤對于人類的生存發展有著至關重要的作用，土壤的質量對我國的農業生產有著非常直接的影響。然而隨著工業化以及城鎮化的不斷發展，使得土壤內的重金屬污染也日益的嚴重，也使得我國的農業產品的產量與質量在不斷的下降。為此，需要對土壤中的重金屬加強監測，同時，不斷的對各類監測技術進行深入的研究和開發。不僅要在實驗室中進行監測手段的不斷創新，對于現場的檢測手段也要加以重視。在今后的農田土壤的調查中要通過將實驗室與現場相結合的方式，展開對土壤中的重金屬的監測，并建立相應的數據庫，從而使我國的土壤質量得到不斷的提升。
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