土壤中（类）金属及其化合物检测

土肥仪如何检测土壤重金属

手持式X射线光谱仪成为保护土壤的有力工具，它可以快速、准确地分析土壤中的重金属含量，通过光谱分析，可以快速检测土壤中的元素含量，包括重金属。

部分选定水体沉积物中重金属（镉、铬、铁、铅、锰、锌）污染的评价 Evaluation of heavy metals contamination in the sediments of some selected water of South Senatorial District of Niger State, Nigeria

遵循风险管控的思路，《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准（试行）(GB 15618)》提出了风险筛选值和风险管制值的概念，不再是简单类似于水、空气环境质量标准的达标判定，而是用于风险筛查和分类。这更符合土壤环境管理的内在规律，更能科学合理指导农用地、建设用地安全利用。 农用地土壤污染风险筛选值的基本项目为必测项目，包括镉、 汞、砷、铜、铅、铬、镍、锌，风险筛选值。

在原子吸收光谱实验中，纯水主要用于样品的制备、标准溶液的制备、作为空白样品等，可算得上是一种基础试剂。水中的离子杂质会给实验带来化学干扰，通常会使检测结果偏低。 因此，在进行原子吸收光谱实验时，纯水的水质如何，也是决定分析实验成功与否的关键要素之一。GB/T 15337-2008《原子吸收光谱分析法通则》规定：常量分析时，所用水应符合GB/T 6682中二级水的规格；痕量分析时，所用水应符合GB/T 6682中一级水的规格。

在自然界元素分布里，金属的浓度都是自然浓度，含量低，对人们的生活并不会造成什么影响。但是由于近几十年人们对金属元素的开采、冶炼、加工及商业行为越来越多，让很多金属，尤其是重金属（比如：铅、铜、汞等）通过人们的生产生活需要而进入到大气、水、土壤中，而大气、水、土壤与人们的生活有蔗息息相关的，因此人们的生活环境也受到了严重的影响。

方波阳极溶出伏安法(SWASV)在准确检测土壤中Cd2+和Pb2+存在一些严重问题，因为多种重金属离子之间的相互作用会严重干扰SWASV信号。为了SWASV高精度地检测土壤中Cd2+和Pb2+，本文利用溶出电流峰面积并结合化学计量学和机器学习来抑制离子间相互干扰。首先，使用原位镀铋膜修饰的玻碳电极，采集多种重金属SWASV信号。然后，通过PLSR和SVR两种机器学习算法建立Cd2+和Pb2+的检测模型。此外，本研究设计了一种算法，自动获取Zn2+、Cd2+、Pb2+、Bi3+和Cu2+的峰高和峰面积，作为机器学习模型的输入。最后，由验证集R2和RMSE值，评估PLSR和SVR模型在多种重金属交互干扰下检测Cd2+和Pb2+的性能。结果表明，Zn2+和Cu2+存在的情况下，通过算法获得峰面积建立的SVR检测模型对于检测Cd2+和Pb2+浓度都具有最好的稳定性和准确性。利用电化学工作站控制软件获取的重金属离子峰高建立的SVR模型(Imanu-SVR)的R2和RMSE值分别为0.7650、5.3916 μg/L（Cd2+）, 和0.8791、20.0015 μg/L（Pb2+）;利用设计的算法自动获取的峰面积建立的SVR模型(Aalgo-SVR)，R2和RMSE分别为0.9204和2.9906 μg/L（Cd2+）,和0.9756和13.1574 ug/L（Pb2+）。更重要的是，在实际土壤提取物中检测Cd2+和Pb2+浓度，该方法与ICP-MS接近，验证了该方法的实用性。本研究为多种重金属共存条件下SWASV法精确检测目标重金属提供了新的解决方案。

本文参考GB/T17141-1997《土壤质量 铅 镉的测定 石墨炉原子吸收分光光度法》建立原子吸收法测定土壤消解液中铅和镉含量的实验方法。

当今社会，环境问题日益凸显，而重金属污染更是一种不可忽视的环境问题。手持光谱仪作为一种先进的科技产品，其具有快速、便携、准确等特点，为环境保护工作带来了全新的技术支持。

本文根据《土壤 8种有效态元素的测定二乙烯三胺五乙酸浸提-电感耦合等离子体发射光谱法》（HJ 804-2016），利用ICP-7700电感耦合等离子体发射光谱仪建立土壤中铜(Cu)、钴（Co）、铅（Pb）、铁（Fe）、锰（Mn）、锌（Zn）、镉（Cd）、镍（Ni）八种重金属元素有效态含量的方法，结果表明，该方法简单、可靠，可供相关人员参考。

本文参考 HJ 804-2016《 土壤 8种有效态元素的测定 二乙烯三胺五乙酸浸提-电感耦合等离子体发射光谱法 》 建立了利用GBC Quantima ICP-OES测定测定土壤中Cu、Co、Pb、Fe、Mn、Zn、Cd、Ni等八种有效态元素的方法，供相关人员参考。

作为环境中普遍存在的有机物质，富里酸也称黄腐酸（Fulvic acid，FA）可以竞争性吸附/络合重金属离子（Heavy metal ions, HMIs）形成具有优异溶解度的FA-HMIs络合物，从而提高Cd2+和Pb2+的迁移率和生物可获取性。但是，由于FA-HMIs不具有电化学活性，方波阳极剥离伏安法（SWASV）作为一种电化学分析技术不能准确检测土壤和沉积物中生物可利用的Cd2+和Pb2+含量。 针对上述问题，中国农业大学信息与电气工程学院--刘刚教授--土壤重金属检测团队研究应用真空紫外-过氧化氢（VUV/H2O2）高级氧化技术分解FA-HMIs络合物，以有效恢复FA-HMIs中Cd2+和Pb2+的SWASV信号。此外，本研究还利用多种表征技术探讨了FA的光降解行为和光解副产物及其对FA-HMIs络合物转化为自由态Cd2+和Pb2+的影响，并揭示了FA与Cd2+和Pb2+的络合机制。结果表明，羧基和羟基等反应基团赋予FA络合Cd2+和Pb2+的能力。在H2O2浓度为125 mg/L的条件下进行VUV/H2O2光解9 min后，FA被分解成小分子有机物且其活性官能团被移除，FA-HMIs络合物被破坏并释放出游离态Cd2+和Pb2+，最终恢复了FA-HMIs络合物的SWSAV信号。此外，本研究应用实际样品测试了VUV/H2O2光解策略的实用性，结果显示VUV/H2O2显著提高了SWASV对土壤和湖泊沉积物的浸提液中Cd2+和Pb2+的检测精度，验证了其实用性。