關(guān)于農(nóng)田土壤中重金屬檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)的研究

馮偉 徐震 王苗苗 張思晨

【摘 ?要】農(nóng)田是種植農(nóng)產(chǎn)品的主要地點(diǎn)，因此農(nóng)田土壤會(huì)直接影響農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量不僅會(huì)影響人們的身體健康，而且還會(huì)影響我國(guó)的食品安全，所以必須給予高度的重視。如今由于我國(guó)重工業(yè)的迅速壯大及農(nóng)藥化肥的過度應(yīng)用，使得農(nóng)田土壤中的重金屬嚴(yán)重超標(biāo)，已影響到我國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展，所以本文就對(duì)農(nóng)田土壤中重金屬檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，希望給我國(guó)的農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來一些作用。

【關(guān)鍵詞】農(nóng)田土壤;重金屬;檢測(cè)技術(shù);研究

一、引言

俗話說“民以食為天”，食品安全一直都是人們關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容，而農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和土壤緊密相關(guān)，所以必須對(duì)其土壤進(jìn)行詳細(xì)的研究。當(dāng)前因?yàn)楣I(yè)廢水、城鎮(zhèn)污水、生活垃圾以及農(nóng)藥化肥的影響，使大量的重金屬進(jìn)入到農(nóng)田土壤當(dāng)中，給農(nóng)產(chǎn)品造成污染。通常重金屬在自然環(huán)境下會(huì)富集，難以被水沖掉，難以被分解，如此一來就會(huì)被農(nóng)作物的根系吸收進(jìn)入到農(nóng)作物當(dāng)中，從而影響農(nóng)作物的安全，一旦積累過度后便會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)或絕產(chǎn)，甚至死亡。同時(shí)這些重金屬會(huì)隨著人們的飲食而進(jìn)入到人體中，在器官中堆積，再和人體中的蛋白質(zhì)、活性酶等結(jié)合，影響人們的身體健康，甚至使人體產(chǎn)生中毒癥狀，給人體帶來嚴(yán)重傷害。

二、現(xiàn)階段農(nóng)田土壤中重金屬的狀況

通常農(nóng)作物的產(chǎn)地環(huán)境包含農(nóng)作物產(chǎn)地土壤環(huán)境、水環(huán)境以及空氣環(huán)境。而空氣環(huán)境和水環(huán)境的污染物終究也會(huì)通過土壤進(jìn)入到農(nóng)作物的內(nèi)部，所以土壤重金屬污染物是最主要的，也是防治的關(guān)鍵。如今幾年，隨著我國(guó)工業(yè)廢水、城鎮(zhèn)污水以及農(nóng)藥化肥的影響，使得土壤重金屬污染情況日益加重，因此保證農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量與安全是當(dāng)前我國(guó)最為關(guān)鍵的內(nèi)容之一。不管是水污染，還是空氣污染，最終均會(huì)影響到土壤，導(dǎo)致土壤發(fā)生污染。和其它的污染相比，土壤重金屬污染會(huì)更加的隱蔽、長(zhǎng)期和富集?，F(xiàn)階段由于金屬礦山的大量開采、工業(yè)廢水的大量排放、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污水的嚴(yán)重灌概以及農(nóng)藥和化肥的過度使用等，使得大量的重金屬進(jìn)入到農(nóng)田土壤當(dāng)中，對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)產(chǎn)生影響。

三、重金屬檢測(cè)技術(shù)的研究

因?yàn)橹亟饘贂?huì)對(duì)人體的安全和健康帶來嚴(yán)重的傷害，所以大量的專家和學(xué)者便對(duì)農(nóng)田土壤中的重金屬進(jìn)行了檢測(cè)，不過隨著科技的不斷發(fā)展以及環(huán)境的不斷變化，使得重金屬檢測(cè)技術(shù)也在不斷的變化和完善，如今高靈敏性及準(zhǔn)確性的重金屬檢測(cè)技術(shù)不斷涌現(xiàn)，其中最為關(guān)鍵的檢測(cè)方法包括：光譜法、比色法以及生物化學(xué)法等。

（一）原子吸收光譜法

原子吸收光譜是從上世紀(jì)50年代出現(xiàn)的，屬于一種儀器分析技術(shù)，它的運(yùn)行機(jī)理為在氣態(tài)的原子外層使電子可以有選擇性吸收可見光和紫外光規(guī)模之內(nèi)的一部分與原子共振輻射相應(yīng)的特征譜線。因?yàn)槊恳辉氐墓舱裎站€的光譜特征均不同，所以經(jīng)過對(duì)光譜變化的研究便能夠?qū)χ亟饘僭卣归_定性及定量的探究。原子吸收光譜法的別稱是原子吸收分光光度法，所需要的檢測(cè)儀器主要分為四個(gè)方面，其中最實(shí)用且最具有優(yōu)勢(shì)的就是發(fā)射和原子吸收，相比于其他的檢測(cè)方法具有更多的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。原子吸收光譜法檢測(cè)方法的主要特點(diǎn)就是應(yīng)用性很強(qiáng)，所涉及的范圍也比較廣泛，靈活性和靈敏性也較強(qiáng)，在使用過程上也比較簡(jiǎn)潔和簡(jiǎn)單，隨著推廣不斷的推廣，目前已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域廣泛使用。

（二）原子發(fā)射光譜法

原子發(fā)射光譜法是從20世紀(jì)30年代出現(xiàn)的，屬于一種現(xiàn)代的檢測(cè)技術(shù)。它的運(yùn)行機(jī)理為原子在電激發(fā)或熱激發(fā)的情況下，不同元素的外層電子會(huì)發(fā)生躍遷，進(jìn)而發(fā)射出特征光譜，再經(jīng)過光柵對(duì)此光譜實(shí)施分光，同時(shí)測(cè)量元素發(fā)射光譜里的譜線波長(zhǎng)與強(qiáng)度，從而對(duì)重金屬元素實(shí)施定性及定量的研究。

（三）原子熒光光譜法

原子熒光光譜法是測(cè)定微量元素的重要分析方法，主要測(cè)定的微量元素包括：砷、銻、鉍、汞、硒、碲、鍺等微量元素，原子熒光光譜法是介于原子發(fā)射光譜和原子吸收光譜之間的光譜分析技術(shù)。原子熒光檢測(cè)的方法一般都是指定量分析原子在輻射能激發(fā)下發(fā)射的熒光度。原子熒光光譜法遵循的是 Lambert-Beer 定律。

（四）生物化學(xué)法

1.酶抑制法。酶抑制法的運(yùn)作機(jī)理為通過毒性重金屬離子和生物酶相結(jié)合，從而使酶的活性變低，使底物酶的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致顯色劑的顏色、電導(dǎo)率、PH值以及特定波長(zhǎng)的光線吸光度產(chǎn)生變化，最后通過這些變化得出重金屬的種類以及濃度。酶抑制法能夠用來對(duì)食品、生物體和水環(huán)境里的重金屬實(shí)施研究，也有很多的優(yōu)點(diǎn)，主要為檢測(cè)快、操作簡(jiǎn)單、便于檢測(cè)等。

2.免疫分析法。免疫分析法有很強(qiáng)的靈活性及特異性，其檢測(cè)機(jī)理為通過抗體和抗原的高度統(tǒng)一特性反應(yīng)。此法的關(guān)鍵就是設(shè)置重金屬抗原與單克隆抗體。因?yàn)橹亟饘匐x子的體積較小，而且極易和生物體產(chǎn)生不可逆的反應(yīng)，所以設(shè)置重金屬單克隆抗體較難，要是使用多克隆抗體還極易造成檢測(cè)差異，因此如今便對(duì)重金屬檢測(cè)有了較新的思路，將金屬-螯合劑復(fù)合物當(dāng)作抗原的抗體，不過此方法設(shè)置的抗體成本較高，而且易失活，所以沒法對(duì)多種重金屬同時(shí)檢測(cè)。

四、總結(jié)

通過以上內(nèi)容我們可知：現(xiàn)階段對(duì)重金屬的檢測(cè)方法有許多，而每種檢測(cè)方法的機(jī)理都不同。通過上述內(nèi)容我們可知較為成熟的技術(shù)就是原子吸收光譜法，此方法不僅靈敏性強(qiáng)，而且檢測(cè)結(jié)果非?？煽?、準(zhǔn)確，不過其檢測(cè)設(shè)施都較為昂貴、體積大、檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)。雖然試紙法的靈敏性、選擇性和準(zhǔn)確性較差，不過成本低、檢測(cè)速度快，更適合對(duì)重金屬實(shí)施非定量的迅速檢測(cè)。本文主要探討了現(xiàn)階段農(nóng)田土壤中重金屬的狀況、重金屬檢測(cè)技術(shù)的研究，檢測(cè)技術(shù)主要包括：原子吸收光譜法、原子熒光光譜法、生物化學(xué)法，希望以上內(nèi)容能對(duì)相關(guān)企業(yè)和單位有所幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐林通.土壤重金屬污染防治方法綜述.知識(shí)經(jīng)濟(jì)，2011，21：86.

[2] 李慶麗.重金屬吸附劑的研究及其在耗油中的應(yīng)用[碩士學(xué)位論文].中國(guó)海洋大學(xué)，2009.

[3] 李活，肖素勤，吳燕飛，等.重金屬汞對(duì)植物生理活動(dòng)的影響和鈣離子的拮抗作用.中山大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008，S1：111 - 113.

[4] 李然，李嘉，趙文謙.水環(huán)境中重金屬污染研究概述.四川環(huán)境，1997，01：19 - 23.

[5] 吳文韜，馬曉紅，趙華鳳，鄭澤科，張敏，廖延彪.激光誘導(dǎo)擊穿光譜定量檢測(cè)土壤微量重金屬元素方法研究 [J].光譜學(xué)與光譜分析，2014（02）.

（作者單位：天津市農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)管理監(jiān)測(cè)站）