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土壤检测的目的范文1
【关键词】节水灌溉；控制系统；自动化
【中图分类号】S275 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）11-0350-02
目前，怎样节约用水是全球关注的热点问题，各个国家都根据自己国家的实际情况，推出了不同高度节水技术。在国外，节水灌溉控制系统发展较早，其自动化程度相对较高，节水灌溉控制体系较为完备。随着相关的研究不算的深入，将蒸腾量、土壤含水率、气象等因素相结合，开展综合灌溉控制。由于我国对这方面的研究起步相对较晚，自动化的程度还不高，设备落后，与国外有一定的差距。在我国，如何来发展适合中国国情的灌溉方法成为业内人士关注的重点。本文主要针对一套节水灌溉自动控制系统进行分析，该系统实现了土壤含水率的在线监测与控制，实现了精灌溉，对水资源利用率的提高有重要的意义。
1、系统理论的形成
受缺水、干旱等对植物正常生长功能产生影响的因素的胁迫。李文华在研究中表明：不同土壤水分处理对树种的根重、茎重、生物量及树种有显著的影响，植物的单株耗水量及叶片的含水量都睡随着土壤水分的降低和降低，只有在含水量高于某一值时，植物才能很好的生存。所以，对植物需要的水量变化进行掌握，对植物的生长有重要的作用，对于灌溉而言，不但可以达到节水的目的，还能保证植物的正常生长。所以，该自动灌溉系统基于对植物土壤含水率的阈值与最大生物量阈值进行研究。
2、系统设计
2.1 系统组成部分
如图1所示为系统的结构，分别包括中央监控计算机、灌溉检测控制器、阀门控制器及土壤水分传感器等部分。土壤水分传感器主要是检测土壤的含水率，灌溉监测控制器主要完成中央监控计算机与底层RS 485网络节点之间的通讯；阀门控制器主要目的是用于控制喷灌，阀门打开时间长短对应喷灌量的多少。中央监控计算机主要针对土壤含水率进行分析，然后做出灌溉的决策。
2.2 系统工作流程
首先，中央监控计算机定时通过无线通讯模块向灌溉监测控制器发出数据采集信息，灌溉监测控制器对信息进行分析，并通过Rs_485网络向土壤水分传感器发出采集指令，土壤水分传感器开始对土壤含水率进行采集，通过原路径返回给灌溉监测控制器，灌溉监测控制器再回传给中央监控计算机。经过中央监控计算机对采集到的数据进行分析处理，将处理结果通过Rs-485网络发送给灌溉监测控制器，由该控制器向阀门发出控制命令。阀门根据命令决定阀门的开与关，并将信息原路径返回给中央监控计算机。往复循环，形成一个闭环控制自动灌溉系统。
2.3 土壤水分传感器设计
在该自动灌溉系统中，最为关键的是土壤水分传感器，其关系到精准灌溉的目的，其设计的精准性成为首先要解决的问题。本系统主要采用自主研发的BD-1型土壤水分传感器。由100MHz信号源、不锈钢探头及同轴传输线组成。信号源产生电磁波沿着传输线传输到探头，探头与传输线的阻抗是不同的，一部分信号反射会信号源，在传输线上，入射波和反射波叠加，形成驻波，传输线上各点电压幅值存在变化。土壤介电特性对探头的阻抗有一定的影响，土壤的含水率又影响土壤的介电特性。含水率不同时，土壤的节点性质是不同的。BD-1型传感器的测量性能较好，其测量精度可以达到正负2%，可以满足该系统的需求，其内置处理器对于Rs-485接口进行扩展，便于组建大范围的监测网络。
2.4 灌溉检测控制器设计
在整个节水灌溉系统中，灌溉监测控制器处于监控基站的地位，其基本构架如图2所示：
该控制器采用凌阳16位单片机SPCE061A组成最小系统。通过SRWF无线模块，控制器与中央监控计算机进行通信，通过Rs-485网络和土壤水分传感器及阀门控制器进行通信。通过扩展，系统的兼容性更强，不但可以单独有中央监控计算机进行控制，还能脱离计算机独立进行运行。
2.5 中央监控计算机监控软件设计
在整个系统运行中，中央监控计算机监控软件起着核心的作用，中央监控计算机监控模块的结构如图3所示：
土壤含水率数据的采集方式有三种。最短的采集步长可以设置为两分钟，也而已设置为二十四小时内的某一点整点采集，手动采集用于测试系统的通讯是否正常。在数据的采集过程中，按照含水率的变化，对含水率低于10%，高于15%的土壤进行过滤。如果要查看历史数据及阀门的动作记录，可以通过管理功能模块来实现。传感器的矫正功能主要用于对传感器的标定参数进行修改，这样可以使传感器使用各种土壤类型。
3、实验验证
该系统在某精准灌溉示范区进行试验，已经无障碍运行长达200多天，实现了精准灌溉的要求。该示范区的面积约500平方米，种植有乔木、草坪、灌木及花卉等植物，主要植被以彩屏草为主，并认为的修建平原、土丘景观。根据植物类型及地势的差异，本研究将示范区分为五个灌溉区，每个区域至少布置一台土壤水分传感器，埋置的深度根据植物根系的深度设置。在地势平坦的草坪区，距离地表8厘米、12厘米及20厘米深度各埋置一台BD-1土壤水分传感器。草坪草的根系都比较短，约10厘米左右，所以在深度为8厘米和12厘米处安置的土壤水分传感器可以检测到根系附近土壤水分的变化情况，而20厘米深的传感器作用主要是对灌溉水下渗及地下水补给情况进行监测。
该系统控制的主要目的是，使中层土壤的含水率趋于稳定，下层土壤含水率在灌溉之前保持稳定，不至于灌溉水过分的下渗造成水资源的浪费，达到节水的目的。为了对系统的控制性能进行检测，将土壤含水率灌溉阈值设置在8%-26%之间，本文选定在20.7%，对土壤的含水率进行实时的监测。
4、结果与分析
图4为2010年9月1日至2010月9日4日草坪土壤含水率的变化情况，自上而下三条曲线分别表示土壤上层、中层、下层的含水率变化曲线。在1日和2日，土壤中层含水率两次出现灌溉阈值，系统自动开启电磁阀进行灌溉，在检测到下层土壤含水率上升一个百分点之后，灌溉停止，防止出现过量灌溉。在灌溉前后，下层土壤的含水率最小值17.1%，最大值18.7，基本处于稳定状态；中层土壤最小值20.5%，最大值22.5，也基本稳定。这就说明灌溉水没有渗透到根系以下层的土壤中，没有出现过量灌溉，达到了节水的目的。也就说说，该系统可以对土壤中的含水率通过灌溉进行控制，既保证植物需要的水分，又不至于出现过量灌溉现象，节约了灌溉用水。
土壤检测的目的范文2
在现代农业生产过程中，农药对于农产品的优质和丰产有着不容忽视的作用。但是，随着农药的使用范围和总量的不断扩大，大量有毒物质进入土壤、水体、大气及生物体内，造成一系列诸如环境污染日趋严重、农产品中农药残留大大超标和各种疾病增多等等的农药公害问题。本文针对江西省各类作物土壤中农药残留现状，提出了一系列预防、修复和治理对策。
1江西省各类土壤农药残留现状
1.1水稻田土壤
水稻田的农药以杀虫剂和杀菌剂为主。江西省水稻实际种植面积达193.33万hm2，双季稻占水稻种植总面积89%，比例全国居首。有记录的全省水稻田农药使用量达5725万kg/年，无记录的将近100万kg，年。其中，HCH（六六六）和DDT的用量占了89%，稻米和土壤中均有较多残留，甚至稻米中残留高于土壤。
1.2果园土壤
果园中常用除草剂、杀虫剂和杀菌剂，例如草甘膦、百草枯、乐果、甲基托布津、多菌灵等。截止2014年，江西省实际果园面积达到33.33万hm2以上，每年农药使用量达到2000万kg以上，这些农药或直接用于土壤，或随着雨水进入土壤，便成为重要的污染源。
1.3菜园土壤
自从食品安全事件屡屡曝光以后，江西省大力发展安全绿色无公害蔬菜栽培，保证百姓餐桌的安全放心。为了避免在蔬菜生长期间喷药，栽前对土壤消毒必须彻底，做到无菌无虫，完全清洁。虽然在保护地蔬菜上可以用到高温闷棚，但露天蔬菜栽培必须要进行农药消毒以消灭前茬的虫卵和细菌，这就导致蔬菜栽培过程中不可避免地出现土壤的农药污染。
2治理对策
2.1改变生产经营方式，提高生产经营组织化程度
任何改良土壤的环保措施，都需要政策和组织的带动。如果土壤的集约化程度达到一定水平，则政令下达之后，所有的措施可以同时到位，提高了土壤农药残留治理的实施效率。另外，土地和生产的集约经营直接影响到农产品的质量控制能力，影响到国家有关农产品安全管理政策，如农产品标志管理、农产品安全的追溯和承诺制度的实施效率。
2.2完善土壤农药残留标准，建立健全法律和制度
2.2.1加强农药残留检测技术研究和推广，充分发挥技术的支撑作用。土壤农药残留量检测是微量或超微量分析，必须采用高灵敏度的检测器才能实现。尤其是近几年来，高效农药品种不断出现，在农产品和环境中的残留量很低，对检测技术要求不断提高。国际上农药残留检测技术主要有：气相色谱法（GC），液相色谱法（LC），薄层色谱法（TLC），超临界流体色谱（SFC），毛细管电泳（CE），生物监测技术，红外光谱法（IR）。江西省相关环保部门应提高土壤农药残留检测水平，以便于更好地监测土壤农药残留现状，制定不同类型、不同用途土壤的农药残留标准，为控制农药使用决策提供数据参考。
2.2.2健全农产品食品安全法律体系。立足中国国情，与国际标准接轨相结合，认定食品安全行政执法与独立司法相结合。以行政执法为基础，以食品安全监管为中心，设计食品安全法律体系。坚持食品安全法律体系是融合民商法、行政法、经济法、刑法和程序法内容的复合型体系。适当加重农产品安全导致事故的处罚力度，逐步完善农产品的质量监督体系。
2.2.3进一步完善农产品农药残留检测监控体系。研制或引用国内外最新农药残留检测技术，提高检测效率和准确率，加大投入，切实加强蔬菜、水果、五谷杂粮等农药残留检测站的建设和升级换代工作，加大蔬菜批发市场农残检测站的建设力度和各学校、企业饭堂等集体农产品供应场所的农残检测室的建设力度，以达到关口前移，堵住源头的目的。
2.2.4完善蔬菜质量安全定点跟踪和追溯制度。完善系统的监测与评价背景资料是科学制定蔬菜安全管理法规、标准的前提，也是实施“良好农业规范（GAP）”、“良好操作规范（GMP）”和危害分析与关键点控制分析（HACCP）等先进的安全控制技术的前提。为此，政府应定期或不定期开展蔬菜产品产地环境的污染水平、污染因子、污染源及其变化趋势的调研，摸清蔬菜中的农药残留以及生物毒素等的污染状况，对健康危害大而贸易中又十分敏感污染物的污染状况，应设立定点检测，加强农业投入品监管力度等。
2.3修复已被污染的土壤
2.3.1利用土壤和根际微生物降解。土壤微生物是生物降解土壤污染的主体，农药的微生物降解是能够彻底消除农药土壤污染的主要途径。每lg根际土中约含1×109个细菌，l×107个放线菌，l×106个真菌，l×103个原生动物及1×103个藻类。这些微生物分泌的胞外酶有效参与土壤中有毒物的降解，使根际生物系统成为土壤环境中最具活力的子系统。在生产栽培管理中，可以采用免耕法使土壤自动降解，或者施用菌肥改善土壤物理性状。
2.3.2农药污染土壤的化学修复。化学修复技术主要是通过化学添加剂清除和降低土壤中的污染物的方法。针对土壤中污染物的特点，选用合适的化学清除剂和合适的方法，利用化学清除剂的物理化学性质及土壤对污染物、化学清除剂的吸附作用等，清除污染物或降低污染物的浓度至安全标准范围，且所施化学药剂不对土壤环境系统造成二次污染。
2.3.3物理——化学修复法。土壤真空吸引法（SVE）是一种重要的物理——化学修复方法。它是利用真空泵产生负压，驱使空气流过受农药污染的不饱和土壤孔隙而解吸并夹带有机成分流向抽取井，并最终于地上处理，对于受挥发性有机农药污染的土壤的净化来说，SVE是一种有效的方法。
2.3.4使用土壤农残降解剂。土壤农残降解剂可有效清除土壤中残留的可溶性盐类等工业污染物，达到修复清洁土壤，消除有机毒物和改善生态环境的目的。
2.4采用绿色植保、农药减量技术
近年来，江西省为贯彻“公共植保、绿色植保”理念，省植保植检局在靖安县香田镇黄龙村组织建立绿色植保农药减量示范村。集成示范“三生三诱”等非化学防治技术和科学用药技术等绿色植保技术。据统计，已在示范村共安装了30盏太阳能杀虫灯和500个干式诱捕器，全村农药用量减少30%，不仅有效控制了二化螟、稻纵卷叶螟、稻飞虱等害虫，而且大大降低了农药用量和污染，深受农民朋友欢迎。
2.5增加媒体舆论的透明度，加大宣传力度
各电视台可以开设无公害蔬菜、水果、大米的知识讲堂，不仅让消费者学会辨别“有毒”大米和果蔬的方法，而且对蔬菜生产者进行有关农药安全、科学种植和先进技术的培训，使“农药安全、土壤安全、食品安全”这一概念深入人心，并贯穿于整个蔬菜生产过程中，使生产者能够在高新技术的带动下科学高效地进行生产。同时，通过反面曝光，鞭笞不道德、不负责任的行为。通过产品推荐，提高无公害蔬菜的知名度，激起消费者的购买欲望，用市场需求带动农产品质量的提高。
2.6其他农艺措施
禁止使用高毒高残留农药，大力推广高效、低毒、低残留农药，合理安全使用农药，采取避毒措施；掌握科学的施药技术，注意安全间隔期；使用客土，翻压绿肥，增加土壤容量和提高土壤降解能力；增加土壤有机质含量、沙掺粘改良沙性土壤，增加土壤对有害物质的吸附能力和吸附量。
土壤检测的目的范文3
[关键词]重金属；危害性；农产品；检测技术
中图分类号：TS207.51 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）41-0323-02
引言
在化学方面上，人们根据金属的密度把金属分为了重金属和轻金属两大类别。并且，人们常把密度大于4.5克每立方厘米的金属称为重金属。如金、银、铜、铅、锌等45种金属元素。在环境方面上，重金属是指汞、铅、镉等生物毒性显著的金属元素。重金属的环境污染来源于大自然中的水、大气、固废等等。据了解，重金属有着传播范围广、时间长、隐藏性高、难以降解的特点。由于重金属的这些特点，使得生物的难以降解，并且长期累积在了食物链的最顶层。逐渐的被人类使用，也成为了伤害人类的杀手。
一、重金属的危害
1.1、重金属所表现出来的生物毒性特征
物质性质和物质含量，以及存在的物质形态这三大方面是重金属所表现出来生物毒性特征强与弱的表现。就像六价铬的毒性十分强劲，而三价铬又是人类自身不可或缺的一个重要元素一样。并且，这些生物的毒性特征隐藏性极高，不容易被人们发现。而这些危害及其污染因素，所表现的生物毒性特征主要是变态发育、畸形、中毒等等不足之处。
1.2、重金属对环境的危害持续性永久性
重金属的污染威力极大，是人们不可避免的，但是却是人们可以提前预防或者及时进行防护措施的。因为，在人类生活的环境中，重金属一旦污染了人们所在的环境，不仅不能过降解，还会随着时间的增长，变换着重金属危害、污染的浓度，并且重金属污染、危害随着时间的持续性永久性，还会扩大重金属的危害、污染的范围，甚至，重金属危害、污染的范围也会随着时间的增长越扩越大。
1.3、大部分的重金属的污染、危害具有不可降解性
大部分的重金属在环境和人体，以及生物的食物链中都具有着不可降解性。这样的重金属的不可降解性，即使是随着时间的推移，也很难被生物降解掉。反而，这些重金属随着时间的积累，重金属的污染物危害性会一直蓄积累积在环境中、甚至人体自身中和生物的食物链顶层中。久而久之，随着时间的变化，在生物的食物链顶层当中，重金属因为难以被生物所分解掉，所以会一级一级向下流向食物链。这个时候，食物链的营养价值越高，人体蓄积积累的重金属就会越来越多。而在人类身体的器官内，不可避免的，也会积累着重金属。而伴随着的，自然就是重金属给人体带来的伤害，只会是越来越多，而不会减少，这就是重金属的不可降解性。
1.4 重金属给农产品中农作物所带来的危害
重金属在农产品中农作物的土壤迁移内会给农产品中的农作物带来污染，危害的影响。而农产品中，土壤和农作物的关系其实就是，首先是有污水灌溉了农田，然后再由重金属进入土壤，最后再由农产品中农作物的根系从土壤中吸收重金属。而在这一环节中，重金属所带来的危害和污染也直接损害、影响了农产品中农作物的自身条件，并且影响了农产品中农作物的发育，也危害、污染了农产品中农作物的生长环境。
二、重金属的检测技术概述
2.1、原子吸收法
根据专业人士的研究表明，被人们普遍认可的重金属的检测技术分析方法分别是原子吸收法、电感耦合等离子体法、紫外可分光光度法、原子荧光法、X荧光光谱、电感耦合等离子质谱法等等。而且，针对重金属的检测技术而言，国外国家，比如日本和欧盟国家采用了电感耦合等离子质谱法进行重金属分析。但对我国国内用户而言，这种重金属的检测技术分析法仪器成本较高。当然也有的国家采用了X荧光光谱分析，这个重金属的检测技术法的优点就是无损害检测，这个重金属的检测分析法能够直接的分析成品，但是所检测出来的重复性和精度法都不如光谱法。据了解，现在国内比较多的人们仍旧采用着的是重金属检查技术方法的两种，其中一种是电感耦合等离子体法，而另一种则是原子吸收法。
例如，上文所提的原子吸收法。如今，由于计算机技术和化学技术的发展和多种新型元器件的出现，使得重金属的检测技术中的原子吸收光谱仪的精密度和准确度以及自动化程度都大大的提升。而原子吸收法的优点则是简化了操作程序，节约了分析时间，从而方便了人们的检测技术。
2.2、电感耦合等离子体质谱法
质谱法给人们留下了极大深刻的印象，其溶液的检出限大部份为ppt级，然而实际上的检出限不可能优于实验室的清洁条件。必须指出，而质谱法的ppt级检出限是针对溶液中溶解物质很少的单纯溶液而言的，如果涉及固体中浓度的检出限，由于质谱法的耐盐量较差的质谱法的检出限的优点会变差多达50倍，一些普通的重金属轻元素在质谱法中有严重的干扰，也将恶化其检出限。然而，还有有专业人士又将治理重金属污染的方法归结成两种检测方法。这两种检测技术都是化学方法，在此，将列举两种方法进行论述。
以上的重金属的两种检测技术的化学方法均能够对农产品中农作物产生影响，保护农产品中农作物的生长环境，减少重金属给农产品中农作物带来的危害，减少甚至清除由重金属所带来的生物毒性。如果人们能够利用以上两种重金属检测技术的化学方法，达到了净化土壤这一农产品中农作物的生长载体所产生的危害性和污染性。在现如今，人们对于土壤污染的防治与修复，使得了生物修复检测的技术得到大家广泛的推崇和使用。据了解，日本有家公司研制出了利用生物技术迅速净化土壤复合污染的技木，即在污染的土壤中混入肥料和微量的无害酸，即可改善污染，从而使受到污染而失去活性的土壤恢复固有的呼吸作用。然后通过迅速消耗土壤中的氧而形？？利用生物方法净化土壤这一农作物的生长载体中的复合污染，在现如今对于土壤污染防治与修复，生物修复技术得到广泛的推崇。日本往原公司研制出利用生物技术迅速净化土壤复合污染的技木，即在污染的土壤中混入肥料和微量的无害酸，从而使受到污染而失去活性的土壤恢复固有的呼吸作用。然后通过迅速消耗土壤中的氧而形成强烈的还原效应，达到治理污染修复农产品中农作物生长环境的目的。也由此产生了强烈的还原效应，达到了人们治理污染修复农产品中农作物的生长环境的目的。
三、农产品中铅和镉的快速检测技术
农产品中的铅和镉的测定方法较多，上文中提到的方法均适用于这两种元素的检测，下面本文提出一种的检测方法，即溶出伏安法，并通过实验对该方法在农产品中铅和镉的连续检测进行论述。
3.1、实验材料与仪器
3.1.1材料。本次实验中使用的主要材料为大米、小麦、玉米和大豆，分别编号为1，2，3，4号样品。
3.1.2试剂。本次实验中使用的主要试剂有以下几种：过氧化氢、氢氧化钾、氯化钙、硝酸镁、浓硝酸、氧化镁、硫酸铜等，上述试剂均为分析纯，缓冲溶液采用的是国外进口试剂，铅和镉的标准储备液全部由中国标物中心提供。
3.1.3仪器。本次实验中使用的主要仪器有以下几类：分析天平、电热鼓风干燥箱、电子万用炉、箱式电阻炉、电炉温度控制器、超声波清洗器、可调移液器、重金属测定仪等。
3.2、实验设计
3.2.1绘制标准曲线。先向50ml的空白溶液当中加入不同浓度的标准溶液，通过仪器检测到的电流值可获得不同重金属标准溶液与电流大小的关系，再以回归分析法确定出被检测试样中重金属的含量。
3.2.2精密度设计。分别取铅和镉标准溶液放于坩埚当中，将浓度调整为50ng/ml和30ng/ml，然后对溶液当中重金属的浓度进行测定，为保证测定结果的精确度，可平行测定10次。
3.3、实验方法
3.3.1试样制备与前处理。将四种实验材料全部粉碎之后，过80目筛子，以此来获得所需的实验样品。然后称取5g样品放于100ml坩埚当中，分别加入7ml的过氧化氢和2ml的浓硝酸，浸泡10min左右，主要目的是让样品与溶液充分接触、氧化；把浸泡好的试样放于电炉上并以小火缓慢加热，至无黄烟冒出后，加大火力使其碳化；将5g硝酸镁溶于1-2ml蒸馏水当中，并将其加入到已经碳化的试样中，加盖以小火蒸发水分，至硝酸镁呈熔融状态时，可加大火力，待样品灰化基本完全后，将坩埚放入马弗炉，以550摄氏度的温度碳化1h，直至灰化完全。
3.3.2确定测定条件。本次实验采用富集时间为60s进行重金属含量测定。
3.3.3样品检测。分别对原料当中的铅和镉的含量进行测定，具体步骤如下：将预先处理好的样品用50ml水溶解于特定的检测烧杯当中，然后加入适量的缓冲试剂；将烧杯置于超声波清洗器当中进行振荡，约10min左右，过滤；再以氢氧化钾溶液和盐酸对液进行调整，使其pH值约等于2；最后选择合适的富集时间按照检测键对样品进行检测。
3.4、实验结果分析
样品中铅和镉检测标准曲线的绘制。铅和镉的检测标准线性实验结果如表1和表2所示。
由表1和表2中的数据结果可以清楚的看出，仪器经过校准之后，对不同测定值的检测结果稳定性良好。
结束语
一直以来，重金属作为工厂生产、企业生产的重要原料。随着我国经济迅速发展和生活水平的逐渐提高，重金属内部所含有的用量和种类也越来越多了。而这样的改变，给人们带来了不可避免的影响和污染。其实单从重金属而言，重金属是没有过错的。重金属的污染和危害主要来源于人们盲目的追求经济的发展，这才让重金属逐渐走上了人类生活中无形杀手的道路。而如今，重金属的污染日益剧增，人类都应该成为环境污染和危害中最主要的反思者，特别是工厂、企业这样的管理人员，更应该反思自己的排污作为是否合理，甚至思考自己是否应该改善过去自己的作风。而人类也只有明确重金属的所具有的污染、危害的根源，才能够从根本上的改变人类每天所处的的生长环境，改变重金属带来的严重危害性、污染性，改变农产品中农作物的成长环境，改变重金属所带来的生物毒性特征。
参考文献
[1] 陈冠宁，宋志峰，魏春雁，重金属检测技术研究进展及其在农产品检测中的应用[J]；吉林农业科学，2012-12-25.
[2] 李群，食品中的重金属检测技术及其发展探讨[J]；科技风，2010-08-25.
土壤检测的目的范文4
【关键词】光谱检测；土壤；重金属；检测方法
目前随着我国经济的快速发展，有效的带动了我国工业的发展，而工业在生产过程中其所排放的废水中重金属含量较多，而这些重金属对人类的健康及生物都产生了严重的威胁。由于土壤中重金属含量的增加，导致大部分耕地受到污染，导致粮食大量的减产，造成严重的经济损失，所以对于土壤重金属检测技术具有更高的要求。针对于土壤重金属检验方法的研究已有若干年的时间，其所取得的成果也较为显著，特别是近年来光谱法的应用，使其检验方法开始向更灵敏、更准确的方向发展。
1 原子吸收光谱法
原子吸收光谱法又称原子吸收分光光度分析法，它是基于含待测组分的原子蒸汽对自己光源辐射出来的待测元素的特征谱线（或光波）的吸收作用来进行定量分析的。其基本原理是从空心阴极灯或光源中发射出一束特定波长的入射光，通过原子化器中待测元素的原子蒸汽时，部分被吸收，透过的部分经分光系统和检测系统即可测得该特征谱线被吸收的程度即吸光度，根据吸光度与该元素的原子浓度成线性关系，即可求出待测物的含量。此方法通过原子吸收光谱仪来进实现检验的目的，其不仅具有较好的灵敏度和准确性，而且可以对较大范围内的土壤重金属进行检定，能够较快的进行分析，操作上较为简单，但其也存在着无法避免的缺点，无法对多元素、非金属元素及难熔元素进行测定。
2 原子荧光光谱法
原子荧光光谱法是以原子在辐射能激发下发射的荧光强度进行定量分析的发射光谱分析法。利用激发光源（一般为空心阴极灯）发出的特征发射光照射一定浓度的待测元素的原子蒸气，使之产生原子荧光，在一定条件下，荧光强度与被测溶液中待测元素的浓度关系遵循Lambert-Beer定律，通过测定荧光的强度即可求出待测样品中该元素的含量。其检测仪器也由五个部分构成，其兼有原子发射和原子吸收两种方法的优势，并有效的规避了两种方法的缺点，属于优良的痕量分析技术。其具有更高的灵敏度，而且所产生的干扰较少，操作更加简单，目前此种方法已广泛的应用于多个领域当中，可以实现对于多种元素的分析。
3 电感耦合等离子体发射光谱法
电感耦合等离子体发射光谱法其所利用到的科学技术更为先进，是集多种先进技术于一身的分析方法，其可以通过原子和离子在光源激发下所产生的特征辐射来实现对土壤中各元素的定性和定量分析，可以实现对痕量元素及高含量元素的分析。在其检测中充分的利用到了光、机、电、计算机和分析化学等相关科学，可以通过特征谱线强度来对样品的相关元素含量进行确定，此种方法更为简便、快捷，不仅分析速度快，而且动态的范围较宽，可以实现对高含量元素、代含量元素及多种元素的分析，实现对金属元素进行定性和定量的分析，而对于部分非金属元素也能进行分析，其具有高精确性和非常好的准确性，在众多领域内已得到广泛的应用。
4 激光诱导击穿光谱法
激光诱导击穿光谱技术是一种最为常用的激光烧蚀光谱分析技术。其工作原理是：激光经过会聚透镜会聚，高峰值功率密度使未知样品表面物质气化、电离，激发形成高温、高能等离子体（温度可达10000K），等离子体辐射出来的原子光谱和离子光谱被光学系统收集，通过输入光纤耦合到光谱仪的入射狭缝中，光谱数据通过数据采集控制器传输到计算机，研究该光谱就可以分析计算出被测物质的成分与浓度。此方法利用原子光谱和离子光谱的波长与特定元素之间的对应关系及光谱信号强度与对应元素之间含量的定量关系，从而可以对金属元素进行宣和定性分析，其不仅可以同进行多种元素的分析，同时也可以在非破坏和非接触的情况下对样品中金属元素进行快速的分析，避免了检测对象的再污染几率，而且检测对象的形态可以呈现多样化，不受限制，但其检测仪器成本较高，而且其检测结果的准确性受样品均匀性及激光器激发特性的影响也较大。
5 X射线荧光光谱法
X射线荧光光谱技术是一种利用样品对X射线的吸收随样品中的成分及其多少变化而变化来定性或定量测定样品中成分的方法，它集成了现代电子技术、光谱分析技术、计算机技术和化学计量学技术于一体，并且应用广泛、发展迅速的现代化仪器分析技术。该技术不仅具有可测元素范围广、可测浓度范围宽的优点，而且具有快速准确、操作简单、并能同时测定多种元素、制样简单环保、成本低等特点，适合于多种类型的固态和液态物质的测定，并且易于实现分析过程的自动化，是解决土壤污染元素高效快速分析测定的有效技术手段。
6 表面增强拉曼光谱法
拉曼光谱作是一种表征分子振动能级的指纹光谱，在物理学、化学、生物学以及材料科学等领域一直扮演着重要的角色。拉曼光谱除了具有高特异性的优点外，还具有独特的优点，非常适合于生命科学研究，尤其是分子水平上的非标记无损伤检测研究。此方法具有超高的灵敏度，可以进行单分子水平的检测，在液体检测环境中，检测线度可以达到10-14m；可在水基或生理盐水基上观察样品，用水的特征谱线为参考进行绝对强度标记，并且通过探测分子与基底之闯的能量转移实现荧光猝灭，从而可以避免生物样品自发荧光或杂质荧光的干扰，还可以得到荧光物质清晰的拉曼光谱。由于重金属离子由于本身并没有特征谱峰，因此无法利用拉曼光谱进行直接的检测，需借助标记分子进行间接检测。
7 结束语
目前在社会快速发展过程中，人口的增加及工农业生产的快速发展，导致生活垃圾及工农业废弃物得以不断的增加，再加之农业生产中农药及化肥的大量使用，使土壤受到了严重的重金属污染，而且呈不断发展的趋势。土壤重金属含量的增加，使其污染不断加剧，其不仅对生物及人类带来较大的威胁，同时也严重危及我们的生活环境，所以需要不断强化土壤重金属检测技术。土壤重金属检测是一项长期性的工作，随着检测方法的不断发展，在科学技术的带动下分析解调器也开始向复杂化、多功能化、自动化和智能化的方向发展，这对检测技术的提高具有极其重要的作用，可以有效的提高土壤重金属检测的精度和灵敏度。
【参考文献】
[1]周姣花，等.原子荧光光谱法测定土壤中的锗[J].黄金，2010，31（7）：53-55.
土壤检测的目的范文5
Excel是我们熟悉的计算机应用软件,在很多大型的仪器中已配有此计算机应用软件,最终结果可以直接打印出来。但是在一些常规的容量分析、重量分析和比色分析中,最终的检测结果还要用小计算器来计算,特别是对大批的农业检测样品最终结果的计算,不但费时,还容易出错,如果应用Excel的计算功能,就能达到快速准确的目的,从而提高工作效率。
1农业化学分析测试的结果计算
定量的农业化学分析测试一般分为4大类:(1)是容量法;(2)是重量法;(3)是比色法;(4)是仪器检测法。
1.1容量法的计算公式(以土壤全氮为例)全氮,X(N)=(V-V0)*C*01014*1000/m(注:X(N——土壤全氮的质量分数,g/kg;V——土样测定时消耗的酸标准溶液体积,m;lV0——空白测定时消耗的酸标准溶液体积,m;lC——酸的标准溶液浓度,mol/L;01014——氮原子的毫摩尔质量,g;m——样品质量,g;1000——换算成每kg含量。)
1.2重量法的计算公式(以土壤水分为例)水分,X(H2O)=(m1-m2)/(m1-m0)*1000(注:X(H2O——土壤水分的质量分数,g/kg;m0——烘干空铝盒质量,g;m1——烘干前铝盒加样品质量,g;m2——烘干后铝盒加样品质量,g;1000——换算成每kg含量。)
1.3比色法的计算公式(以土壤有效磷为例)有效磷,X(P)=Q*V*ts/m(注:X(P——土壤有效磷的质量分数,mg/kg;Q——从回归方程求得的显色液磷浓度,ug/m;lV——比色时显色液定容体积,m;lts——分取倍数,即样品加提取液体积/显色时分取体积;m——样品质量,g。)
1.4仪器检测法的计算公式(以土壤速效钾为例)速效钾,X(K)=Q*V*ts/m(注:X(K——土壤速效钾的质量分数,mg/kg;Q——从回归方程求得的待测液钾浓度,ug/m;lV——测定时待测液定容体积,m;lts——分取倍数,即样品加提取液体积/测定时分取体积;m——样品质量,g。)
2Excel在农业化学分析测试中的应用
对于一些常用的计算,如求和、求平均值等,Excel已经以函数的形式将公式预先设置好了,这样在运用时就可以省去设计公式的繁琐操作而直接选取用函数计算。在农业化学分析测试中,容量法和重量法的结果计算,在Ex-cel中可以直接带入公式计算,比较简便;而比色法和仪器检测法的计算应分两步,首先标准工作曲线应运用图表向导创建图表,选择XY的图表类型计算出回归方程和相关线性是否达到要求,算出X值(X=Q)再带入比色法或仪器检测法的公式中算出最终检测结果。现以本检测中心检测的数据为例:土壤全氮检测数据见表1;土壤有效磷检测数据见表2;土壤有效磷检测工作曲线见表3。
2.1土壤全氮检测数据的结果计算双击Excel的快捷方式图标,将表1的数据,试样质量输到Excel表格中,(A1-A10或其他列),再将滴定标准溶液体积输到Excel表格中,(B1-B10或其他列),选中需要输入公式的单元格C1,键入等号=,键入公式/(B1-01010)*010102*01014*5*1000/A10后单击编辑栏的输入按钮K或按回车键(Enter),即为1号样品的计算结果(注:计算结果略),然后将鼠标指向单元格C1右下角的一个黑色小方块,出现黑/+0后按下鼠标左键不放向下拉至单元格C10后放开鼠标键即得到所有样品最终的计算结果,以此类推计算出其他各样品的检测结果。重量法同理计算。
2.2土壤有效磷检测数据的结果计算(1)双击Excel的快捷方式图标,将表2试样质量的数据一栏输到Excel表格中,(A1-A10或其他列),再将样品光度值输到Excel表格中,(B1-B10或其他列)。另外再将表3标准曲线浓度值输到Excel表格中(A11-F11),标准曲线光度值输到Excel表格中(A12-F12),选中标准曲线浓度值和标准曲线光度值,单击图表向导,单击XY散点图,单击完成,单击图表,单击添加趋势线,单击选项,单击显示公式,单击显示R平方值,单击确定。这时Excel表格中出现了XY图表(注:图表略),一元线性回归方程Y=017547X-010012和R2=019999。
(2)R2求R。选中任意一个单元格,键入等号=,键入SQRT(键入R2的值/0199990)后单击编辑栏的输入按钮K或按回车键(Enter)得R值/01999950。
(3)Q=X=(Y+010012)/017547。选中需要输入公式的单元格C1,键入等号=,键入公式/(B1+010012)/017547*25*5/A1后单击编辑栏的输入按钮K或按回车键(Enter),即为1号样品的计算结果(注:计算结果略),然后将鼠标指向单元格C1右下角的一个黑色小方块,出现黑/+0后按下鼠标左键不放向下拉至单元格C10后放开鼠标键即得到所有样品最终的计算结果,以此类推计算出其他各样品的检测结果。仪器检测法同理计算。
3小结
土壤检测的目的范文6
1前言
在现代化城市中，城市燃气和电力、自来水一样，是不可缺少的基本能源供应。它对改善城市环境、方便生活、繁荣经济等诸多方面起着重要的作用。燃气管网一旦漏气，就可能导致爆炸、火灾、中毒等恶性事故。因此，"不漏气"是对燃气管网最基本的。目前，广州市使用最多的埋地管线是钢管，如没有好的防腐措施，大约2—3年有可能腐蚀穿孔、发生漏气。因此，埋地钢管的防腐是城市燃气管网建设施工中的一个重要部分。
广州市油制气工程，自1987年建设以来至今己有十几年。钢管一般埋地在十年左右，进入事故多发期。目前，由防腐层的破损和老化引发的泄漏事故隐患日益增加，几千公里的市内燃气管网的防腐，是广州市燃气管网安全运行工作中急需解决的技术问题。
从施工的第一条埋地煤气钢管至今，广州市燃气输配管网工程中应用过的防腐涂层有：石油沥青玻璃布，厚浆型环氧煤沥青玻璃布，聚乙烯粘胶带，STIC重型防腐涂料等，目前广什沛煤气钢管大部分都辅助有阴极保护措施。
2城市埋地煤气管道的阴极保护方法
埋在土壤中的金属管道由于各种原因管道表面将出现阳极区和阴极区，并在阳极区发生局部腐蚀。阴极保护就是利用外加手段迫使电解质中被保护金属表面都成为阴极，以达到抑制腐蚀的目的。使用阴极保护时，被保护的金属管道应有良好的防腐绝缘层，以降低阴极保护的费用。阴极保护技术根据保护电流的供给方式，可分为牺牲阳极法和强制电流法两种保护方法。采用牺牲阳极法的主要优点有：无需外部电源、对外界干扰少、安装维护费用低、无需征地或占用其他建构筑物、保护电流利用率高等，因此特别适合于城市范围内的埋地钢管腐蚀。而我公司输配管网绝大部分均埋设在市区范围，因此我公司予以推荐。另方面，强制电流法则有：保护范围大、适合范围广、激励电势及输出电流高、综合费用低等优点，故适合用于长输管线或市郊管线的防腐。如应用于市区范围内时，则由于其会产生干扰电流而影响其他管线及建筑物，且还需要征地或占用建筑物，因此在实施时会带来较大的困难。因此，城市埋地煤气管道防腐的阴极保护宜用牺牲阳极法。当条件许可时，也可采用强制流保护法。目前，在我公司城市燃气输配管网中，已全面采用牺牲阳极法来进行管道防腐。
3广州埋地燃气管道阴极保护的设计与施工
3.1牺牲阳极选用及布点的技术要求
（1）电防护法在选用时应符合以下要求
a）锌阳极不得使用在土壤电阻率＞20O·m的场合；
b）镁阳极不宜使用在土壤电阻车＞100Ω·m的场合；
c）外加电流阴极保护法在选用时不受土壤电阻率的限制。
（2）采用牺牲阳极法时，选用阳极的保护效果应符合以下要求：
a）对地电位应达到-0.85V或更负；
b）通电时，阴极电位较自然电位向负方向变化值应大于300mV；
c）当土壤或水中含有硫酸盐还原菌，且硫酸根含量大于0.5％时，通电后，对地电位应达到-0.95V或更负。
（3）在牺牲阳极法中的镁阳极选用时，必需按照表1来进行选取。
（4）牺牲阳极在埋设时，与保护的燃气管道的距离不宜小于0.3m，也不宜大于7m，埋设深度不宜小于1m，且直埋设在潮湿的土壤中。埋设形式可采用立式或卧式。在阳极与保护管道之间，严禁设置其他金属构筑物。
（5）牺牲阳极检测桩、检测头在设置时应符合下列要求：
a）检测桩、检测头宜设置在燃气主干管沿线；
b）宜每5组牺牲阳极或至少1Km设置1个检测桩；
c）检测桩应设置在牺牲阳极附近，且宜安装在管道沿线中土壤腐蚀性强、湿度大、地下水位高或管道绝缘防腐层薄弱的地点；版权所有
d）宜每在每个检测桩附近设置1个检测头。
（6）设置检查桩和检测头的目的：检测桩是为了监测牺牲阳极装置的保护电位。检测头是为了检测、掌握阴极保护系统运行后管道被保护状态而设置。
3.2牺牲阳极的施工要求
a）阳极的埋设：按比例配制、调匀好填料，装入φ300×1000的棉或麻布袋中，将经过用铁砂纸打光及表面清洁处理的阳极及时插人填料中心位置，并压实；包外用铁线缠绕绑实平卧或竖直埋设在管道侧边的2-3M处，埋深应与管道埋深相同，并要在冰冻线以下，用细原土掺盐分层浇水湿润后回填混凝土。
b）所有的电缆与阳极、铜鼻子、管道、加强板的连接采用锡焊（分线盒内的连接除外），焊接前都要剥去防腐绝缘层，清洁、打光焊接处；在焊接处及电缆的外裸部位必须做好绝缘防腐处理；电缆加PVC保护套管松缓自然埋设，埋深与管道埋深相同。
C）在防护罩内的电缆要有个0.8M的冗余长度（电缆冗余部分不加PVC保护套管），以便将分线盒提出地面检测参数；分线盒的两个出人线孔用浸过沥青的麻丝填实，再用沥青填平做防水处理。
d）连接管道的电缆颜色应与其它电缆颜色区分开，以便辩认检测。
e）分线盒在施工安装、检测完毕后，分线盒盖子须拧紧防水。
f）阳极的埋设点必须做永久性标志，并填入"投产保护参数测量表"中，永久性标志可以包括周围建筑物。
3.3设计示例
旧广从公路（兴华路至同和三叉路口段）煤气主干管，位于广州市北郊，全长5.2km，管道呈南一北走向，管径均为D325×6mm。第一步在设计好煤气管道的基础上布置牺牲阳极时，先确定头和尾两个牺牲阳极，一般头、尾两个牺牲阳极定在距离煤气管道的起点、终点100—150m左右，第二步再根据表1中的管径大小的规定距离以及选用镁阳极规格来分别设置牺牲阳极。根据表1，管径是D325×6mm的煤气管道，选用双块11Kg镁阳极时，它对管道的保护长度是272.1m，由此计算所得旧广从公路煤气管道共需要设置15组双块11Kg镁阳极，4组带检测桩牺牲阳极2—11Kg及4组检测头。我公司定为检测桩设置在牺牲阳极同一位置上（即是与其中一组牺牲阳极串联），称为带检测桩牺牲阳极；而检测头一般设在两组牺牲阳极之间。广从公路牺牲阳极布点示意图见图1。
