土壤环境质量监测中有害化学物残留及含量检测分析

土壤环境质量监测中有害化学物残留及含量检测分析

杨光,许晓菲,王世军

吉林省冶金研究院  130000

摘要：在对土壤质量进行深度检测的过程中，发现果蔬、农作物等产品中，仍然有大量的有害化学物的残留；而传统的检测方法在使用过程中，不能对土壤中有害化学物的残留量进行精确的判断，为了解决这个问题，本文对土壤环境质量监测中的有害化学物残留量和含量的测定、分析进行了研究。采用土壤样品预处理、样品中有害物质残留的检验、有害物质残留分析等技术，建立一种新的土壤样品分析方法。这种新的检测方法可以准确的检测出土壤中的有毒化学物质，从而提高检测的准确度。

关键词： 土壤环境；质量监测；有害化学物；残留；含量

土壤是农田生态系统中的重要组成部分，是人类赖以生存的物质基础。土壤中的农药残留是一个全球性的环境问题。有机农药和 DDT是一类广泛应用于工业和农业领域的化学物质，其应用十分广泛，用量巨大，在我国的工业生产中，由于其代谢时间长，降解能力差，所以很容易残留在植物和土壤中。从国内相关部门对这一问题的调查中可以看出，在对土壤质量的进行深度监测时发现，果蔬、农作物等产品中，仍然存在着大量的有害化学成分。虽然目前这一领域的安全检测技术已经比较成熟，但是，大多数的检测技术都只是对一种残留化学物质进行检测，并不能做到对全部的物质都进行有效的检测，因此，这种土壤环境质量问题，已经对我国的农业生产质量产生了很大的影响，在一定程度上还会影响到人类的健康。在此基础上，提出一种基于农药残留量测定的新方法，能够解决农药残留量对土壤环境造成的危害。在对检测技术进行深入的研究过程中发现，目前在土壤热脱处理方面的研究还存在空白，同时，土壤也是一种具有很强吸附性的环境，因此，土壤环境监测更加受到相关部门的重视。而这次的研究目的，就是要深入地了解土壤中残留物质的含量，并以此为基础，为开展土壤环境的治理和保护等工作，提供一些指导性的方向，从而使土壤环境的自我修复能力得到提升，使土壤环境的发展状况得到改善。

一、土壤环境质量监测中有害化学物残留及含量检测方法设计

1.1土壤样品提取与预处理

在测定土壤中的有害化学残留及残留物质的含量之前，先要提取被检测环境的土壤样品。选取经过风干和研细处理后的土壤样品15 g，将其放入容量为300 mL的具塞三角瓶容器中，并向其中加入适量的丙酮与正己烷混合溶剂，混合比例为丙酮∶正己烷=1∶1，共加入混合溶剂30 mL，并在振荡瓶中摇荡30分钟。 然后对其进行超声波提取，此过程持续持续15 分钟，将浸泡液逐步转移到离心管容器，并在转移的过程中，每次加入4.5 mL正己烷溶液，对容器中的残渣进行洗涤，共完成三次洗涤。然后将洗涤液加入离心管，离心操作15分钟，通过过滤，将得到的滤液倒入梨形瓶容器，将得到的滤渣使用10 mL正己烷溶液重复上述操作，同样分三次进行洗涤，并将所有滤液合并。在45℃的水浴环境下，用转动的蒸发仪将其浓缩，最后获得2 mL的浓缩液。将第一次浓缩后的浓缩物穿过弗罗里硅土小柱，该小柱事先已被洗脱（在加注之前，弗罗里硅土小柱必须被维持潮湿，试样优选在加注之前被加注）。将浓集杯连在小柱的底部，按顺序用2 mL正己烷洗脱三次，用5 mL正己烷∶二氯甲烷（1∶1）洗脱一次（将待测物质洗脱）。收集全部滤液，用于二级浓缩。二次浓定容：将滤液放入定量浓缩机，使其浓缩到10 ml后，再加10 ml的内标物中的μ50作为内标物。最后放在机器上做试验。这一溶液就是随后进行有害化学物质残留量及含量分析所用的土壤样品。因为在随后的检验与测定过程中，土壤的物理化学性质会对测量结果产生一定的影响，而且，为了达到检测的高效率、低能耗的要求，在收集到土壤样品之后，还必须对其进行预处理，将土壤样品进行破碎、干燥。调整土壤中的水分和土壤的颗粒粒径，提高污染土壤的反应面积和混合程度，从而提高检测效率。

1.2样品中有害化学物残留检验

本文采用气相色谱仪对上述完成前处理的土壤样品进行化学残留检验，从而判断其中是否含有有害化学品。并使用 ECD检测装置，将毛细管柱的参数设定为 HP-100.0 m×260μ m×0.12μ m，将氮气的流转速度设定为55 mL/min，将进样口的温度设定为200℃，将检测装置的温度设定为250℃。HP1498型号气相色谱中，设定毛细管柱的升温顺序为：起始状态下，毛细管柱的温度为125℃，保持5分钟后，以5分钟的速度上升，当温度达到200℃时，再保持5分钟，再以8℃的速度上升，当达到280℃时，保持5分钟。采用HP1498型气相色谱法对土壤中的化学物质进行标定。

1.3有害化学物残留含量测定

为了更好地获取土壤中各种有毒化学成分的残留量，还必须采用分型时间质谱仪，来实现对土壤样品中的靶标成分的在线分析。为了实现测量结果的定量化，本研究选取了一种新型的检测信号，将被测量到的土壤样本的实际浓度与检测信号进行线性相关，从而达到对土壤样本中有害化学残留浓度的校准。

二、对比实验

基于上述论述，可以完成在土壤环境质量监测中，对有害化学物残留及含量的检测方法的设计。比如，将某地区的土壤当作研究对象（选取竹园、芦苇滩地、柿子园、菜地、其它），在不同的土地利用类型下，对土壤中的有机氯农药残留进行检测。研究表明，5种土地利用方式中，土壤∑HCHs含量大小为：竹园地块>其它地块>芦苇滩地块>柿园地块>蔬菜地块，土壤中∑DDTs含量含量大小为：蔬菜地块>竹园地块>芦苇滩地块>其它地块>柿树地块，菜地土壤含量相对较高，而其余地块含量差异不大。因本区域在历史上曾经种过稻，近年又开始种菜，故在稻田土壤中的残留较多；而其它类型的土壤中，由于使用的杀虫剂量非常少，而且总的杀虫剂浓度很小，所以差别不大。

为深入研究所设计的方法在实践中的作用，可以选取一个公园的土壤为试验材料，采用上述中的检测方法与传统的 PCBs检测方法，对所选取的环境条件下的土壤进行检测。前提条件是在这片土壤之中，并没有任何有害化学物残留。为了保证最终实验结果的准确度，本文在待检测的土壤样本之中，随机添加了多种有害化学物成分，分别使用两种方法来对土壤样本之中是否含有有害化学物进行判断。如果含有，那么还需要指出存在集中有害化学物。得出如下试验结果：该检测方法可以找到土壤样品中所含的所有有害化学物质，这是常规方法所不能实现的。所以，经过比较试验，上述所设计的检测方法，可以判断出土壤中的有毒物质的成分，并且可以得出有毒物质的特定含量，是一种比较实用的方法。其原因在于，上述研究构建了一种新型的检测信号，将被测土壤样品的真实浓度和检测信号进行线性相关分析，从而实现对土壤样品中有毒化学成分的标定，并通过分型时间质谱仪，实现对土壤样品中有毒化学成分的在线检测。

三、结语

综上所述，本文以土壤环境质量监测为研究背景，对其中有害化学物残留与含量展开了检测和分析，并在完成了对检测方法的设计之后，将其与目前市面上使用的检测方法进行了性能比较。通过对试验结果的比较，证明本文设计的方法在实际应用中，具有更高的实用价值，能够满足土壤环境质量监测的需要。但是，由于与环境有关的问题在市场上是一个长期的话题，所以，在后续的相关研究中，还需要对方法的设计进行深化，对方法的多项检验指标进行改进，从而为实施土地环境保护工作提供正确的指导方向。

参考文献：

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