土壤环境监测中有害化学物残留及含量检测研究
曹照雨 杨颖
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曹照雨 杨颖,. 土壤环境监测中有害化学物残留及含量检测研究[J]. 中国土壤,20251. DOI:10.12721/ccn.2025.157002.
摘要: 土壤是自然环境中的重要组成部分,它不仅支持植物生长,还维护着地球的生态平衡。然而,当土壤中存在有害化学物质时,这些物质可能会对土壤本身以及环境和人类健康造成严重危害。因此,对于有害化学物残留及含量检测研究至关重要。本文旨在深入探讨土壤环境监测中有害化学物残留及含量检测的方法与重要性。我们将讨论土壤污染的来源和种类,分析有害化学物质在土壤中的迁移机制,介绍各种监测技术和方法,并强调有害化学物质残留的生态和健康风险评估。
关键词: 土壤环境监测;有害化学物残留;含量检测
DOI:10.12721/ccn.2025.157002
基金资助:

目前,大量的化学物质被应用于工业、农业、医疗、家庭等领域,这些化学物质对人类社会的发展起到了积极的推动作用。然而,这些化学品也可能对人类健康和环境产生不利影响,例如,有害化学品在土壤中的残留可能影响植物生长和产量、土壤质量和生态环境,甚至对人类健康构成威胁,因此,对土壤环境中有害化学物质的监测和检测就显得尤为重要。

1.土壤环境的概述

土壤环境是指土壤所处的生物、物理和化学环境条件的总和。它包括土壤的组成、性质、质量和生态功能。无机物包括矿物质、水、空气和微生物;有机物是指动植物残骸、粪便等有机物。土壤的性质包括土壤结构、质地、肥力、pH值等。这些性质直接影响着土壤的肥力、保水保肥能力和通透性等。然而,现代农业、城市化和工业化等活动对土壤环境产生了许多不利影响。土壤侵蚀、污染、盐碱化和退化等问题日益严重。因此,保护土壤环境、合理利用土地资源、推广可持续的农业生产方式和城市发展方式是当前亟待解决的问题。土壤环境监测是指对土壤各种金属、有机污染物、农药与病原菌的来源、污染水平及积累、转移或降解途径进行的监测活动。

2.土壤环境监测的特点

一是多指标综合。土壤环境监测需要考察养分含量、pH值、有机质含量、重金属污染等多项指标。这些指标反映了土壤肥力、酸碱程度、质地等方面的信息,通过对这些指标的综合分析可以更全面地了解土壤环境质量。二是长期性、连续性特点。土壤环境监测通常需要长期进行,并保持连续性。由于影响土壤环境的因素较多,变化缓慢,短期内的监测结果可能不能准确反映土壤环境的实际情况。因此,需要长期监测数据来获得更加可靠的评估结果。三是综合应用的特点。土壤环境监测的结果通常需要与其他数据和信息相结合,进行综合分析和应用[1]

3.有害化学物残留对土壤的危害

3.1土壤质地和结构的改变

(1)物理性质变化:有害化学物质可能会改变土壤的颗粒结构,造成土壤板结,影响土壤的通气性和水分保持能力。

(2)土壤酸碱度变化:化学残留物可能改变土壤的pH值,进而影响土壤生物的活动和植物的生长。

3.2生物多样性的损害

(1)微生物群落影响:土壤微生物对于维持生态系统的健康至关重要,化学残留物可能对这些微生物产生毒性,影响其生存和功能,从而减少微生物多样性。

(2)植物影响:化学物质残留可以直接影响植物的生长和发育,导致植物物种多样性下降。这进一步影响到土壤中的动物群落,因为许多土壤动物依赖于植物残体作为食物和栖息地。

3.3食品安全和人类健康风险

(1)食品链污染:土壤中的化学物质可能会被植物吸收,并最终进入人类食物链。长期摄入这些有害物质可能会对人类健康产生不利影响。

(2)修复和处理成本:化学物质残留不仅对土壤生态系统造成损害,还可能增加土壤修复和废弃物处理的费用,给经济带来负担,并影响环境的可持续性[2]

4.有害化学物残留的生态和健康风险评估

4.1生态风险评估方法

生态风险评估用于确定土壤中有害化学物质对生态系统的潜在威胁。在进行生态风险评估时,常用的方法有以下几种:(1)暴露评估:首先要确定有害物质在土壤中的浓度,以及其在土壤中的分布。(2)敏感性评估:确定土壤中生物的敏感性是生态风险评估的重要步骤。(3)风险概况和剂量-反应关系:研究人员需要确定不同有害物质的毒性概况以及暴露于这些物质的生物体的反应,这有助于建立风险概况和剂量-反应关系,以进一步评估不同暴露水平下的风险。(4)风险评估与决策:结合暴露、敏感性和风险特征进行生态风险评估,确定土壤中有害物质对生态系统的潜在风险。

4.2人体暴露风险评估方法

人体接触风险评估旨在确定土壤中有害化学品对人体健康的潜在威胁。人体暴露风险评估的一般步骤如下:(1)暴露评估:首先要确定人体暴露于有害物质的途径和手段,如通过食物链、直接接触或空气吸入等。(2)剂量评估:剂量评估是确定人体实际吸收的有害物质质量的过程。(3)风险特征与剂量反应的关系:与生态风险评估类似,人体暴露风险评估也需要建立有害物质的毒性特征与剂量反应的关系。(4)风险评估与决策:结合暴露、剂量评估和风险特征,进行人体暴露风险评估,确定土壤中有害物质对人体健康的潜在风险。

5土壤保护和改进措施

5.1土壤保持措施

土壤保持措施包括:(1)植被保护:植被是土壤保持的重要因素之一,通过保持或恢复植被覆盖,可以减少水和风对土壤的侵蚀。植被的根系可以固定土壤,防止水土流失,并增加土壤的有机质含量。(2)梯田和植树造林:梯田和植树造林是一种有效的土壤保持方法,梯田可以减缓坡面径流速度,降低水土流失的风险;植树造林可以增加植被覆盖,提供树木的根系保护土壤,并吸收大气中的二氧化碳。(3)建设水土保持结构:在需要防止水土流失的地区,可以建设水土保持结构,如梯田、沟渠、堤坝等,以减缓水流速度,防止土壤侵蚀。(4)合理进行农业管理:合理使用农药和化肥,控制农田排水和灌溉,并进行轮作和间作,选择适合当地土壤和气候条件的作物品种等,可以减少土壤污染和侵蚀。

5.2土壤改良和调整措施

土壤改良和调整措施包括:(1)有机物添加:添加有机物质(如堆肥、腐殖土、绿肥等)可以增加土壤有机质含量,改善土壤结构,增加土壤保水能力和保持养分的能力。(2)矿质添加:根据土壤分析结果,添加适量的矿质肥料(如氮、磷、钾等)和微量元素,以满足植物的养分需求。(3)pH值调节:根据土壤pH值的情况,可以添加石灰或硫酸等物质来调节土壤的酸碱度,使其适合特定植物的生长。(4)土壤覆盖:采用覆盖物(如秸秆、覆盖膜等)覆盖土壤表面,可以减少水分蒸发、抑制杂草生长,保持土壤湿度和温度稳定。(5)生物修复:利用土壤中的微生物和生物活性物质,通过生物降解、生物转化等作用,修复受污染的土壤[3]

结束语

综上所述,土壤环境质量监测是保障人类生存环境和生态安全的重要措施之一。有害化学物质残留量和含量的检测与分析是土壤环境质量监测的关键环节。在采样、预处理、仪器检测和数据分析中,要注意细节,严格控制误差,提高精度和准确度。同时,应结合实际情况和需要,选择和应用不同的检测方法和技术,如气相色谱-质谱技术、光谱学、聚类分析等,能更好地反映土壤中有害化学物质的来源、分布和环境影响。未来,需要继续开发高效、快速、准确的检测方法,以促进土壤污染治理和土壤环境的健康可持续发展。

参考文献:

[1]王楠,陈纯,刘丹,等.我国固体废物监测技术发展现状[J].环境监测管理与技术,2015,27(3):1-5.

[2]刘乙敏,李义纯,肖荣波.西方国家工业污染场地管理经验及其对中国的借鉴[J].生态环境学报,2013,22(8):1438-1443

[3]骆永明.中国污染场地修复的研究进展、问题与展望[J].环境监测管理与技术,2011,23(3):1-6.