農(nóng)業(yè)用地土壤中的污染物檢測技術(shù)研究

毛艷輝

摘?要： 土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)物質(zhì)資源，我國是世界范圍內(nèi)的農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模龐大，土壤問題較為嚴(yán)重，需要科學(xué)檢測并及時修復(fù)土壤環(huán)境。本文將結(jié)合土壤污染物檢測的意義，討論光譜法、質(zhì)譜法、電化學(xué)分析、新型污染檢測技術(shù)，致力于在推動農(nóng)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的同時，保護人類生存的自然環(huán)境。

關(guān)鍵詞： 農(nóng)業(yè)用地;污染物;檢測技術(shù)

【中圖分類號】X53?????【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A?????【文章編號】1674-3733（2020）23-0197-01

引言：我國地理環(huán)境多樣，土地資源比較豐富，但空間分布有明顯差異，人口基數(shù)大，適宜耕地面積小，而且高頻率的人為活動對土壤生產(chǎn)力、土壤環(huán)境造成嚴(yán)重影響。因此，必須要對現(xiàn)有農(nóng)業(yè)用地進(jìn)行污染物檢測工作，修復(fù)脆弱土地，遏制土壤污染趨勢，確保農(nóng)業(yè)用地的土壤安全，落實高效的土壤資源管理工作。

1?農(nóng)業(yè)用地土壤污染因子

土壤污染為一個量變引發(fā)質(zhì)變的過程，污染物在土壤內(nèi)大量囤積，進(jìn)而造成土壤某些屬性的變化，通過植物種植將這種影響傳輸至食物鏈上游。農(nóng)業(yè)用地土壤污染因子主要有三：

1.1?重金屬污染

重金屬污染主要有農(nóng)田周圍工業(yè)生產(chǎn)活動導(dǎo)致，如企業(yè)三廢的違規(guī)排放。我國《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB15618-2018）中定義的農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管制值項目包括鎘、汞、砷、鉛和鉻五類。

1.2?農(nóng)藥化肥污染

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中大量使用農(nóng)藥、化肥是引發(fā)土壤污染最直接的因素，例如使用含有有機物的化肥：氮肥包括：NH4HCO3;CO（NH2）2;NH4CL等;磷肥包括：KCL;KNO3;轉(zhuǎn)化成常見土壤污染物有：汞、鎘、鉻、銅、鋅、鉛、鎳、砷、硒、氟，此類有機污染物在土壤中可殘留時間達(dá)3-10年。目前可檢測到得殘留時間小于一年的農(nóng)藥類型有：草乃敵、氟樂靈、西瑪津等。

1.3?生物污染

生物污染指農(nóng)村地區(qū)飼養(yǎng)牲畜配些糞便所引發(fā)的土壤污染，這些糞便直接潑灑在地表，對土壤造成直接污染。生物污染對人體健康危害程度較大，且影響范圍廣[1]。

2?農(nóng)業(yè)用地土壤中的污染物檢測技術(shù)分析

2.1?光譜法檢測

光譜法發(fā)展時間較長，是一種較為常見且傳統(tǒng)的污染物檢測技術(shù)，光譜法包括：原子吸收光譜法（AAS）、原子發(fā)射光譜法（AES）、電感耦合光譜法（ICP）等等。光譜法以較高靈敏度對樣品中的重金屬離子含量進(jìn)行有效分析，但大多需要大型儀器設(shè)備，分析方法成本高。樣品前處理過程中需要經(jīng)過消解，操作復(fù)雜，分析時間長，很難用于土壤重金屬的現(xiàn)場快速檢測。例如：AES技術(shù)的配套儀器就相對昂貴，而且單次只能對少量樣品進(jìn)行檢測。

2.2?質(zhì)譜法檢測

質(zhì)譜法的使用原理為：利用電場和磁場來分離運動中的離子，然后根據(jù)荷質(zhì)比來對離子進(jìn)行檢測。質(zhì)譜法可以單次分析出有機物、同位素的結(jié)構(gòu)信息，可用來測量離子電荷與質(zhì)量比。將質(zhì)譜法與分離技術(shù)結(jié)合使用，是分離科學(xué)中的一項重大發(fā)展。綜合所有分析測試技術(shù)來看，質(zhì)譜法同時具備了高特異性、高靈敏性、樣品用量少、分離鑒定同步進(jìn)行等優(yōu)勢，且對多種待測物都具有良好的適應(yīng)性，所以除了土壤污染物檢測外，還被廣泛應(yīng)用在化工、環(huán)境、水文、刑偵、材料學(xué)、醫(yī)藥等多個領(lǐng)域。質(zhì)譜法所用儀器種類較多，不同儀器針對不同的物質(zhì)，例如：對于能在300℃條件下被汽化的樣品來說，可以選用GC-MS質(zhì)譜儀進(jìn)行檢測，具有良好的毛細(xì)管柱分離效果。對于不能汽化的樣品來說，可以使用LC-MS質(zhì)譜儀來獲取分子量信息。但是，質(zhì)譜法只能用于實驗室下，雖然有上述多種有點，但是使用成本較高，且對樣品有嚴(yán)格要求，需要配備專業(yè)技術(shù)人員，所以普及效果并不理想。

2.3?電化學(xué)分析檢測

電化學(xué)分析檢測技術(shù)目前在農(nóng)業(yè)用地土壤污染物檢測工作中比較常用，電化學(xué)分析法的工作原理是利用電流、電導(dǎo)、電壓等信號來對不同種類的金屬離子進(jìn)行反應(yīng)。不需要多余的轉(zhuǎn)化工作。儀器設(shè)備操作相對簡單，使用方便，受外界條件影響較小。能夠在短時間內(nèi)完成多次作業(yè)。

例如，某蔬菜種植區(qū)土壤重金屬污染檢測試驗采用電化學(xué)的方法，使用哈希HQ440D多參數(shù)分析儀，測定土壤樣本的導(dǎo)電率和pH值，依照《土壤陽離子交換量的測定 三氯六氨合鈷浸提-分光光度法》測定樣本陽離子交換量。對樣本做消解處理后精確稱取0.2g土樣，利用硝酸-氫氟酸消解體系，將樣本處理為無色透明液體，定容為50mL。取樣本采集區(qū)域種植植物樣本0.2g，利用過氧化氫-硝酸體系進(jìn)行微波消解后定容，土壤有效態(tài)金屬使用0.1mol·L-1的驗算溶液提取測定，檢測Cr、Cu、Zn、As、Cd、Pb等金屬有效態(tài)含量。

2.4?生物傳感檢測技術(shù)

土壤，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)物質(zhì)資源，具有消解污染物、過濾水源、維護自然生物多樣性等作用。但是上述功能只限于土壤安全狀態(tài)下才能發(fā)揮出來。一旦污染情況嚴(yán)重，土壤功能必然會受到影響，對應(yīng)的耕地質(zhì)量和基礎(chǔ)功能削弱，不僅威脅到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，還會對水資源安全、生態(tài)環(huán)境安全造成巨大風(fēng)險。生物傳感器技術(shù)是一種新型土壤污染檢測技術(shù)。生物傳感法就是通過在電極材料上設(shè)置特異性蛋白，金屬離子在接觸到這種特異性蛋白后，蛋白構(gòu)象會發(fā)生改變，然后再使用高靈敏的電容傳感器檢測這種變化。這種檢測技術(shù)靈敏度和精準(zhǔn)度都比較強。但是傳感器的應(yīng)用容易受到外界環(huán)境的影響，使用壽命相對較短。

2.5?酶抑制檢測法

酶具有功能基團，當(dāng)基團受到某種物質(zhì)的影響后，酶的活性就會對應(yīng)出現(xiàn)降低或喪失等變化。例如：金屬離子和甲硫基或硫基結(jié)合后，酶活性會受到影響，通過觀察顯色劑顏色、酶的吸光度等現(xiàn)象就可以得到檢測結(jié)果。這種檢測技術(shù)除了可以對土壤污染情況進(jìn)行檢測外，還可以對農(nóng)產(chǎn)品、自然水源、自然環(huán)境等進(jìn)行檢測，使用范圍比較廣泛。而且這種檢測技術(shù)不受外界因素影響，操作便捷，可以實現(xiàn)當(dāng)場檢測，但是為了保證檢測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，進(jìn)一步的定量分析需要在特定條件的實驗室中進(jìn)行。

結(jié)論：綜上所述，近幾年，社會各界對農(nóng)業(yè)用地的土壤污染問題較為關(guān)注，采取科學(xué)的土壤污染物檢測，有利于優(yōu)化農(nóng)業(yè)用地環(huán)境，為后期污染物防治、土壤修復(fù)等工作提供數(shù)據(jù)支持。各地區(qū)也應(yīng)及時根據(jù)檢測結(jié)果制定相應(yīng)的保護修復(fù)措施，合理控制化肥農(nóng)藥的用量，加強農(nóng)業(yè)環(huán)境保護的宣傳工作。

參考文獻(xiàn)

[1]?劉杏梅，趙健，徐建明.污染農(nóng)田土壤的重金屬鈍化技術(shù)研究——基于Web of Science數(shù)據(jù)庫的計量分析[J].土壤學(xué)報：1-14.