土壤污染物质量检测是评估土壤环境健康的关键环节，涉及化学、物理和生物等多学科技术手段。随着工业化和农业活动的加剧，土壤中重金属、有机污染物等超标问题日益突出。国家标准如GB 15618和GB 36600等为检测提供了科学依据，涵盖采样、分析及限值要求。本文将系统解析常用检测方法及其原理，并结合国家标准，探讨技术应用中的核心要点，为环境保护与污染治理提供参考。
一、土壤污染物检测的核心意义
土壤污染直接影响农产品安全、地下水质量和生态系统稳定。通过污染物检测，可明确污染类型、浓度及空间分布，为风险评估和修复方案制定提供数据支持。例如，重金属超标可能引发慢性中毒，而有机污染物（如多环芳烃）则具有致癌风险。检测结果还能帮助政府和企业落实污染责任，推动环境管理政策的实施。
此外，检测数据是判断土壤是否符合农用地、建设用地等用途的重要依据。例如，《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准》（GB 15618-2018）明确规定了不同pH条件下镉、铅等重金属的限值。缺乏精准检测可能导致土地利用规划失误，甚至威胁公众健康。
二、化学分析法在检测中的应用
化学分析法是土壤污染物检测的基础手段，主要包括原子吸收光谱法（AAS）、电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）等。以重金属检测为例，AAS通过测量特定波长光的吸收强度确定元素浓度，适用于铜、锌等常见金属的定量分析。其优点是设备成本较低，但检测限较高，难以应对痕量元素分析。
ICP-MS则具有更高的灵敏度和多元素同时检测能力，可检测ppb级别的砷、汞等污染物。其原理是将样品离子化后通过质谱仪分离，根据质荷比确定元素种类及含量。该方法需配合酸消解等前处理步骤，且设备维护成本较高，常用于实验室精密分析。
三、光谱与色谱技术的优势与局限
X射线荧光光谱（XRF）作为一种无损检测技术，适用于现场快速筛查。其通过激发样品产生特征X射线，实现元素定性及半定量分析。例如，在工业场地污染调查中，手持式XRF仪可快速识别铅、铬等重金属热点区域。然而，该方法受基质效应影响较大，定量精度低于实验室方法。
对于有机污染物，气相色谱-质谱联用（GC-MS）和高效液相色谱（HPLC）是主流手段。GC-MS可分离并鉴定挥发性有机物（如苯系物），而HPLC适用于多环芳烃、农药残留等难挥发物质。例如，根据GB 36600-2018，土壤中苯并[a]芘的检测必须采用HPLC或GC-MS，确保检测限达到0.1 mg/kg以下。
四、生物检测技术的创新进展
生物检测技术通过生物标志物或微生物活性反映污染效应，具有快速、经济的优势。例如，发光细菌法利用污染物对细菌发光的抑制程度评估毒性。该方法在突发性污染事件中可快速判断土壤综合毒性，但无法识别具体污染物种类。
近年来，基因芯片和代谢组学技术逐渐应用于土壤检测。通过分析微生物群落结构变化或代谢产物，可揭示污染物对生态系统的长期影响。例如，多环芳烃污染会导致特定降解菌丰度升高，此类生物指标可作为修复效果的评价依据。
五、国家标准体系的核心框架
我国土壤检测标准体系以GB 15618（农用地）和GB 36600（建设用地）为核心。GB 15618-2018根据土壤pH值将重金属风险筛选值分为两级，例如镉的限值在pH≤5.5时为0.3 mg/kg，pH＞7.5时放宽至0.6 mg/kg。这一分级体系体现了土壤性质对污染物毒性的调节作用。
GB 36600-2018则针对建设用地规定了45项基本项目及40项选测项目。其中，挥发性有机物（VOCs）和半挥发性有机物（SVOCs）的检测方法明确要求使用吹扫捕集-GC/MS或索氏提取-HPLC。标准还规定了不同用地类型的风险筛选值，例如苯并[a]芘在居住用地中的限值为0.1 mg/kg。
六、样品采集与前处理关键技术
采样环节的规范性直接影响检测结果可靠性。根据HJ/T 166-2004，网格布点法适用于均匀污染场地，而系统随机布点法则用于复杂污染区域。深层土壤采样需使用不锈钢钻头，避免金属交叉污染。样品保存时，挥发性有机物需4℃冷藏并添加保护剂，防止降解。
前处理技术包括酸消解、索氏提取和固相萃取等。重金属检测通常采用硝酸-氢氟酸体系微波消解，彻底破坏土壤硅酸盐结构。有机污染物提取则需根据极性选择溶剂，例如正己烷-丙酮混合液常用于多氯联苯的萃取。净化步骤中，弗罗里硅土柱可有效去除脂类干扰物质。
七、检测方法的选择与标准对比
方法选择需综合考虑检测目标、设备条件及成本。例如，原子荧光光谱法（AFS）对汞、砷等元素具有高灵敏度，检测限可达0.01 mg/kg，但其操作复杂且易受干扰。相比之下，XRF虽精度较低，但适合大规模筛查。实验室应依据GB/T 22105系列标准进行方法验证，确保精密度和准确度符合要求。
国际标准如EPA 6010（美国）和ISO 11047（欧盟）在检测流程上与国内标准存在差异。例如，EPA方法要求使用王水消解土壤，而GB/T 17141-1997推荐硝酸-氢氟酸体系。实验室在跨境项目报告中需注明方法等效性，避免数据可比性问题。
八、质量控制与数据验证要求
实验室需通过空白试验、平行样分析及标准物质核查确保数据质量。例如，每批次样品应插入10%的平行样，相对偏差需小于20%。对于重金属检测，国家标准物质（如GSS-8）的回收率应控制在80%-120%之间。此外，ICP-MS分析中需监控内标元素（如铟、铑）的信号稳定性，校正基体效应。
数据报告需包含不确定度评估，例如通过重复测量计算扩展不确定度。根据RB/T 214-2017，检测机构应定期参加能力验证计划，如中国合格评定国家认可委员会（CNAS）组织的土壤中铬、镍等项目的比对测试。
九、实际应用中的技术挑战
复合污染场景下的干扰问题较为突出。例如，高浓度铁可能影响AAS对镉的检测，需通过背景校正或化学掩蔽消除干扰。有机-重金属复合污染则可能导致前处理步骤冲突，需设计分步提取方案。此外，纳米颗粒等新型污染物的检测缺乏标准方法，亟待技术突破。
现场快速检测设备的稳定性仍需提升。便携式XRF仪在潮湿土壤中可能因水分影响导致数据偏差，而免疫层析试纸条的储存条件苛刻，限制了野外应用。开发兼具灵敏度、抗干扰性和操作便捷性的检测技术成为行业重点研究方向。
