農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬污染形勢(shì)及檢測(cè)分析

劉建平

中國(guó)檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)湖南有限公司

農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬污染形勢(shì)及檢測(cè)分析

劉建平

中國(guó)檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)湖南有限公司

農(nóng)業(yè)土地資源是最為重要的自然資源之一，其為人類的正常生存提供了足夠的糧食，因此一定要避免農(nóng)業(yè)土地資源受到污染。但是近年來(lái)，隨著工業(yè)的發(fā)展，對(duì)于環(huán)境的污染越來(lái)越嚴(yán)重，各種重金屬成分進(jìn)入水體后導(dǎo)致農(nóng)田土壤被重金屬成分所污染，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量受到了極大的影響。隨著生活水平的提升，人們開(kāi)始提高對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品土地狀態(tài)的重視程度，加大了對(duì)于土地的保護(hù)與治理。本文就此詳細(xì)的介紹了我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬污染的形式以及相關(guān)的檢測(cè)技術(shù)，以期促進(jìn)我國(guó)農(nóng)田土壤檢測(cè)保護(hù)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

農(nóng)產(chǎn)品；產(chǎn)地土壤；重金屬；污染形勢(shì)；檢測(cè)分析

1 我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬污染形勢(shì)

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，土壤中的重金屬會(huì)對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量以及質(zhì)量造成很大的影響，一般而言，將相對(duì)密度在5以上的金屬成分稱為土壤重金屬，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，常見(jiàn)的土壤重金屬包括汞、鉛、鉻、鎳、銅、鋅、坤等，這些重金屬元素的來(lái)源很多，包括了農(nóng)藥化肥的不合理使用、工業(yè)污水的隨意排放以及礦產(chǎn)開(kāi)采過(guò)程中的污染泄露和工業(yè)廢棄物的隨意堆積等這些都會(huì)導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬污染[1-2]。

根據(jù)相關(guān)的調(diào)查統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，目前全世界范圍內(nèi)都存在不同程度的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬污染[3]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界平均每年排放Hg約1.5萬(wàn)t、Cu340萬(wàn)t、Pb500萬(wàn)t、Mn1500萬(wàn)t、Ni100萬(wàn)t，這些污染物因?yàn)榈貌坏较鄳?yīng)的處理，往往會(huì)通過(guò)水循環(huán)系統(tǒng)而進(jìn)入到土壤中，導(dǎo)致土壤重金屬含量急劇超標(biāo)[3]。目前，我國(guó)重金屬污染趨勢(shì)越來(lái)越嚴(yán)重，對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了極大的影響，對(duì)人們的身體狀況也產(chǎn)生了很大的負(fù)面影響。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)由于土壤重金屬污染而直接或間接導(dǎo)致的人體重金屬污染事件頻頻出現(xiàn)，屢見(jiàn)不鮮。我國(guó)的實(shí)際國(guó)情是要用不到世界9%的耕地養(yǎng)活超過(guò)22%的世界人口，同時(shí)由于環(huán)境問(wèn)題不斷凸顯，土地面積不斷縮減[4-5]。在大多數(shù)的農(nóng)村地區(qū)和貧困地區(qū)，其食物主要依靠當(dāng)?shù)毓┙o。但是據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)每年有1200萬(wàn)噸糧食受土壤重金屬污染，造成損失每年可達(dá)200億元人民幣。

2 農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬含量檢測(cè)方法分析

隨著技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬含量檢測(cè)的技術(shù)也在不斷的進(jìn)步，檢測(cè)的方法也越來(lái)越先進(jìn)。在實(shí)際的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬含量檢測(cè)中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)檢測(cè)區(qū)域的實(shí)際情況來(lái)選擇合適的檢測(cè)方法，最大程度上確保檢測(cè)的準(zhǔn)確度。在實(shí)際的檢測(cè)中，常用的檢測(cè)方法主要有以下幾種：

2.1 光譜法

光譜法是一種十分相對(duì)較為傳統(tǒng)的重金屬檢測(cè)方法，在進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬含量檢測(cè)的過(guò)程中，光譜法檢測(cè)靈敏度較高，能夠得到較為精確的檢測(cè)結(jié)果。但是其對(duì)于檢測(cè)的技術(shù)以及設(shè)備有著較高的要求，在實(shí)際的檢測(cè)中往往需要檢測(cè)人員配備專業(yè)的檢測(cè)設(shè)備并且需要較長(zhǎng)時(shí)間的檢測(cè)與對(duì)比分析，不僅過(guò)程復(fù)雜而且耗費(fèi)的成本也較高，因此在實(shí)際的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬含量檢測(cè)中應(yīng)用并不多，更多的是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行一些檢測(cè)，不適和現(xiàn)場(chǎng)的快速檢測(cè)[6-7]。目前，光譜法中應(yīng)用較為廣泛的一種測(cè)試方法就是紫外可見(jiàn)分光光度法。

紫外可見(jiàn)分光光度法檢測(cè)原理是：顯色劑通常為有機(jī)化合物，通過(guò)特殊化學(xué)鍵，與重金屬發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，生成有色分子團(tuán)，溶液顏色深淺與濃度成正比。在特定波長(zhǎng)下，通過(guò)比色檢測(cè)。大多數(shù)有機(jī)顯色劑本身為有色化合物，與金屬離子反應(yīng)生成的化合物一般是穩(wěn)定的螯合物。

2.2 電化學(xué)分析法

電化學(xué)分析法在實(shí)際的重金屬含量檢測(cè)中自動(dòng)化程度相對(duì)較高，不過(guò)其在農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬含量檢測(cè)應(yīng)用并不廣泛，主要原因是因?yàn)樵谶M(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬含量檢測(cè)的過(guò)程中，電化學(xué)檢測(cè)法極易受到污染，因?yàn)橥寥乐械某煞质值膹?fù)雜，含有大量的顆粒物，可能會(huì)對(duì)于漿料的檢測(cè)造成影響，從而導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性受到影響。近年來(lái)，相關(guān)的研究人員為了提高電化學(xué)分析法的檢測(cè)效率，加強(qiáng)了對(duì)電化學(xué)分析法的研究，以期提高檢測(cè)過(guò)程中的抗干擾性，進(jìn)一步推進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬含量檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。

2.3 新型檢測(cè)技術(shù)

近年來(lái)，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤的重金屬污染越來(lái)越嚴(yán)重，已經(jīng)在世界范圍內(nèi)引起了足夠的關(guān)注，各國(guó)研究人員也加強(qiáng)了對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤的檢測(cè)與保護(hù)，對(duì)于各項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)以及保護(hù)技術(shù)進(jìn)行了更進(jìn)一步的深入研究，開(kāi)發(fā)出了一系列的新型檢測(cè)技術(shù)。

2.3.1 酶抑制法

琉基與甲琉基和金屬離子結(jié)合之后會(huì)受到重金屬離子的影響,性質(zhì)和結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生改變,從而降低了酶的活性力,改變顯色劑的吸光度、電導(dǎo)率和顏色[8]。再使用光波信號(hào)將這種變化顯示出來(lái),并將酶系數(shù)變化和重金屬濃度變化之間的對(duì)應(yīng)數(shù)學(xué)關(guān)系建立起來(lái),就可以對(duì)重金屬成分進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)前在蔬菜、水、環(huán)境的重金屬定性檢測(cè)中已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用到了酶抑制法。酶抑制法的缺點(diǎn)為準(zhǔn)確性和靈敏度較低,但其具有經(jīng)濟(jì)、快速、便捷的優(yōu)點(diǎn),在土壤重金屬現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

2.3.2 太赫茲光譜法

作為一種國(guó)際前沿科技,太赫茲光譜法出現(xiàn)的時(shí)間較晚,其能夠?qū)Ψ肿觾?nèi)部或分子之間介于微弱和氫鍵的內(nèi)部相互作用所造成的激勵(lì)進(jìn)行探測(cè),這是由于激勵(lì)會(huì)帶來(lái)一定的振動(dòng),引起能量吸收[9]。我國(guó)已經(jīng)有研究者著手開(kāi)展在土壤重金屬污染檢測(cè)中應(yīng)用,太赫茲光譜技術(shù)的研究,經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取了相應(yīng)的數(shù)據(jù),并進(jìn)行建模分析,已經(jīng)對(duì)太赫茲的吸收譜和對(duì)應(yīng)的土壤樣品主要重金屬含量之間的關(guān)系進(jìn)行了初步探索[10]。

2.3.3 生物傳感器法

生物傳感器法主要應(yīng)用的是重金屬使蛋白質(zhì)變質(zhì)的原理，在實(shí)際的檢測(cè)中需要在電極材料上固定好特殊的特異性蛋白，然后一旦接觸重金屬離子將會(huì)導(dǎo)致蛋白成分發(fā)生改變，使其整體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。在實(shí)際的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬含量檢測(cè)中，因?yàn)樯锏鞍紫鄬?duì)較為脆弱，再加上壽命較短，因此在實(shí)際的使用中往往會(huì)受到時(shí)間、空間等一系列因素的影響，導(dǎo)致了生物傳感器法在農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬含量檢測(cè)中的應(yīng)用受到了較大的影響[11-12]。

3 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品土地重金屬污染狀況越來(lái)越嚴(yán)重，嚴(yán)重的影響了人們的飲食健康。為了確保農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)，我國(guó)政府加強(qiáng)了對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤的重金屬污染檢測(cè)的力度，通過(guò)先進(jìn)的檢測(cè)方法來(lái)嚴(yán)格的控制好土壤中的重金屬含量，并且采取合適的方法進(jìn)行治理，降低土壤中的重金屬含量確保我國(guó)農(nóng)業(yè)的正常穩(wěn)定發(fā)展。

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