欢迎来到證券網市場財經网首页

土壤重金属快速监测技术分析及应用

来源:时间:2025-04-22 02:14:12

土壤重金屬汙染嚴重影響到人們的土壤健康,需要做好土壤重金屬汙染的重金檢測工作。本文對土壤重金屬快速監測方法進行研究,属快速监术分並對土壤重金屬快速監測儀器展開探討。测技 

引言

重金屬會對土壤造成嚴重的析及汙染,危害程度比較大,应用為了更好地了解土壤中重金屬物質的土壤含量,需要對土壤中的重金重金屬成分進行檢測和分析。原多采用化學分析方法,属快速监术分例如,测技電化學法、析及原子吸收光譜、应用分光光度法等,土壤需要檢測部門購置成本較高的重金儀器設備,還需要做好前期的属快速监术分處理工作,檢測流程比較複雜,重金屬檢測效率不高,應用的有機試劑還會對生態環境造成汙染,很難滿足對環境應急檢測的需要,需要采用便捷、快速地土壤重金屬檢測設備及儀器,實現對土壤的快速檢測。

1 土壤重金屬快速監測方法

1.1 激光誘導擊穿光譜法

該技術為光譜分析領域中新型的激光燒蝕光譜分析技術,應用物質等離子體發出光線來對物質成分進行探測分析的技術。激光經過聚透鏡後會產生聚集現象,高峰值及功率密度會導致檢則樣品產生氣化、電離,從而生成溫度較高、能量較大的等離子體,從而放射出原子和離子光譜,光學係統收集光譜之後發送到光纖進行耦合,進入到光譜分析儀的入射狹縫當中,形成的數據被采集之後輸送到計算機處理係統,對物質的光譜進行分析就可以獲得檢測物質的成分和濃度。該技術與傳統技術有著較大的差別,可以在相同時刻對多種元素進行定性、定量地分析,多種狀在態的物質均可以慶用,不再進行複雜的樣品處理,被檢測樣品二次汙染的概率較小,可以進行持續性監沒,有著較高的分析效率,為一種非接觸式無損檢測。但該種檢測辦法成本較高,被檢測樣品具備的特性會對檢測精度產生影響。

1.2 X射線熒光光譜法

該技術是應用被檢測樣品對X射線的吸收,根據成分及含量的改變進行定量、定性方麵的分析,在很多元素分析檢測技術當中,XRF檢測分析技術應用的較早,可以對多種元素進行分析。采用X射線用於激發和照射待檢測試樣,從而使樣品內的元素形成特征X射線,結合熒光波長及能量來檢測元素濃度及類型。此種檢測辦法可以對樣品直接進行分析檢測,不會對樣本進行汙染和破壞,有著較快的檢測速度和很高的穩定性,可以進行現場檢測分析。最近一些年來,XRF檢測技術取得了新的進展,比例,X射線微熒光分析、全反射X射線熒光分析等,新技術的應用使得檢測靈敏度得到大幅提升,不需要提取大量的樣品,進行定量分析比較簡單,全反射X射線熒光分析技術可以更好地應用到重金屬檢測領域。

全反射X射線熒光分析是對能量色散射線熒光分析技術的改進,幅射背景較低,而峰背比很高,檢出限可以達到以pg級。入射及反射角度都不高,不會形成較深地穿透,可以避免產基本效應。與XRF技術進行比較來看,XRF技術入射角約為45度X射線來對被檢測樣品進行激發,而全反射X射線熒光分析技術以0.1度的入射角來對樣品進行激發,可以把樣品放置到載體中,原級射線經過全反射處理作用到載體表麵,從而形成全反射X射線熒光,利用放置到樣品中的矽或鋰探測器來完成檢測,該技術的痕量分析可以取得較好的效果,有著很好地應用前景。

1.3 酶抑製法

利用該技術來對重金屬成分進行檢測,是應用重金屬離子和酶活性中心內的甲巰基等進行結合,使得酶活性中心結構方式及具備的性質產生了改變,從而使酶活力降低,會導致底物-酶形成改變。可以使吸光度、顯色劑顏色等出現變化,利用電、光等信號來進行定量、定性方麵的檢測和分析。很多酶已經被應用到重金屬檢測當中,主要有葡萄糖氧化酶、脲酶等,應用酶抑製法多采用水質內的重金屬離子成分的檢測和分析,利用該技術對土壤重金屬進行檢測,需要對土壤樣品進行前期地處理。此技術十分方便,具有較高的技術經濟性,在現場檢測中應用較廣,但不具備較高的精度和靈敏度。把不同類型的酶作為識別元件,再配合轉換元件和濃度傳感器,可以解決單一酶分析法的缺點。

1.4 免疫分析法

該檢測方法有著較高的靈敏度和特異性,按照抗原及抗體反應原理,通過已知的抗原檢測來對抗體進行檢測。普遍采用的免疫學檢測技術有酶聯免疫吸附技術、免疫熒光技術等,此技術具備的靈敏度要高於原子吸收光譜法。利用該技術對土壤重金屬進行檢測,需要做好下麵幾項工作:(1)選取合理化合物來實現與重金屬離子的結合,可以得到相應的空間結構,從而得到反應原性。(2)把重金屬離子形成的化合物,與載體蛋白進行連接,從而形成免疫原性。確定最為合理的化合物決定著是否形成特異性抗體。優先選擇特異性良好的單克隆抗體、螯合劑是將來的發展趨勢。該種檢測技術的選擇性較高,可以實現較高的靈敏度,檢則效率較高,在土壤重金屬檢測方式有著較好的應用前景。

1.5 生物傳感器分析法

該技術利用特異性蛋白、酶等作用於電極、生物膜中,可以對重金屬物質進行迅速地檢測。應用生物識別特點,實現與被檢測物質的結合,形成的變化情況信號經過轉換器處理後,可以被采集係統獲取到光、電信號,通過信號來對被測檢物質含量進行分析。重金屬檢測領域當中已經開發出細胞傳感器、免疫傳感器、酶生物傳感器等。免疫傳感器有效地擴展了重金屬離子檢則的應用範圍,功能DNA傳感器為土壤重金屬快速檢測提供了新型技術。傳感器具有較高的穩定性和靈敏度,可以進行快速檢測分析,還有著較高的選擇性,但在同時檢測多種重金屬成分存在著較大的困難。但實際上,土壤樣品中具有多種重金屬物質,應用不同酶來對重金屬離子進行識別,是將來的生物傳感器發展方向。

2 土壤重金屬快速監測儀器

2.1 激光誘導擊穿光譜儀

采用激光誘導擊穿光譜技術,可以在實驗室條件下和現場來對土壤重屬進行快捷地檢測。隨著科技進步,一些穩定性高的激光器、分辨率光譜分析儀和應用軟件被研發出來,LIBS也得到了較快的進步,可以用到實驗室及現場分析,不再對被檢測樣品進行處理即可進行檢測,內部安裝有雙攝像頭,采取微秒級的時序分析控製辦法,可以進行微米級的深度分析和檢測,該檢測儀器的可靠性高,可以滿足土壤重金屬快速檢則的需要,形成的激光源不會對人眼造成傷害,在數秒鍾時間內完成檢測和分析。

2.2 X射線熒光光譜儀

該技術需要對待檢測樣品進行單易處理,檢測步驟較少,可實現無損檢測,在土壤重金屬篩查方麵廣泛應用。NITONXL3600X射線熒光光譜分析儀,可以達到更高的精度,對土壤樣品檢測隻需要120-200秒。X-MET 5000分析儀,可以對輕元素的幹擾進行處理,對土壤重金屬進行快速地分析。全反X射線熒光光譜儀,有著更好的靈敏度,結構小巧緊湊,方便檢測人員攜帶。

2.3 生物類檢測

該檢測儀器應用生物特異性進行研發,已經研發出滿足水體監測的微生物傳感器,利用重金屬離子對生物體新陳代謝的抑製作用來檢測。

抑製作用的酶生物傳感器用於檢測土壤樣品中的抑製劑得到了人們的廣泛關注,可以對汞、銅和鎘等進行檢測,但生物類檢測儀器的工業化應用還沒有實現,還停留在原機試製階段。

結語

隨著對生態環保領域的不斷重視,對大麵積、持續性、高密度的土壤檢測提出了更高的要求,在保證時效性的同時還應該避免附近土壤不會受到幹擾,研發出高業、便攜工的土壤重金屬檢測儀是將來的發展方向。

聲明:本文所用圖片、文字來源《資源節約與環保》,版權歸原作者所有。如涉及作品內容、版權等問題,請與本網聯係刪除
 

相關鏈接:微生物檢測光譜