摘 要 簡(jiǎn)介農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地重金屬污染形勢(shì)，重金屬污染土壤的檢測(cè)方法（光譜法、生物傳感器法、免疫分析法、太赫茲光譜法、電化學(xué)分析法）。認(rèn)為采用傳統(tǒng)方式對(duì)土壤進(jìn)行重金屬檢測(cè)，需要經(jīng)歷長(zhǎng)期的消解流程以及繁復(fù)的步驟，因而存在著效率低下的問(wèn)題，缺乏時(shí)效性，進(jìn)而導(dǎo)致推廣效果也大打折扣。建議今后相關(guān)科研機(jī)構(gòu)重視研發(fā)工作，開發(fā)出自動(dòng)化或者半自動(dòng)化土壤處理平臺(tái)投入檢測(cè)實(shí)踐。

關(guān)鍵詞 農(nóng)產(chǎn)品；產(chǎn)地土壤；重金屬污染；檢測(cè)技術(shù)

中圖分類號(hào)：S151.9+5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.13.019

知網(wǎng)出版網(wǎng)址：http：//kns.cnki.net/kcms/detail/50.1186.s.20170508.2146.019.html 網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2017-5-8 21：46：00

農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地是農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的源頭，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全受到農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤的直接影響。當(dāng)前，我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤受重金屬污染情況相當(dāng)嚴(yán)重，進(jìn)而引發(fā)了糧食與食品安全等一連串問(wèn)題，最終影響到人民群眾的身體健康以及生命安全，已經(jīng)成為了對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要的影響因素。應(yīng)積極探索重金屬污染土壤的檢測(cè)方法，及時(shí)有效地掌握和控制農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤受重金屬污染的情況。

1關(guān)于重金屬污染

1.1重金屬種類

導(dǎo)致土壤污染發(fā)生的重金屬種類繁多，較為常見(jiàn)并且具有強(qiáng)烈毒性的主要有汞、鎘、鉛等，同時(shí)也包括以鋅為代表的具有一定毒性的常見(jiàn)元素。土壤中的重金屬元素?zé)o法通過(guò)微生物分解的方式消除，因而經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年累月的積累，在土壤中越積越多，最終導(dǎo)致土壤性質(zhì)發(fā)生改變。一些重金屬甚至?xí)葑優(yōu)榫哂懈鼜?qiáng)毒性的烷基化合物，當(dāng)這些物質(zhì)被植物和其他生物吸收后，便會(huì)通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體或是動(dòng)物體內(nèi)，進(jìn)而造成對(duì)人類以及動(dòng)物健康的損害。

1.2土壤吸附

重金屬進(jìn)入土壤中，便會(huì)被土壤膠體所吸附，并同土壤的無(wú)機(jī)物和有機(jī)物共同形成一種混合物質(zhì)。這種混合物質(zhì)再同土壤中其余物質(zhì)發(fā)生作用，形成難溶鹽，并被植物或者其他生物所吸收。吸附是土壤重金屬進(jìn)行移動(dòng)或轉(zhuǎn)化的主要控制流程，重金屬本身性質(zhì)以及土壤環(huán)境性質(zhì)會(huì)對(duì)吸附產(chǎn)生重要影響。土壤膠體吸附土壤中所積聚的重金屬，同時(shí)通過(guò)沉淀和溶解的方式實(shí)現(xiàn)重金屬的遷移。重金屬的遷移能力同重金屬化合物在土壤溶液中的溶解度存在著直接的聯(lián)系，溶解度大小同遷移能力呈正比。不僅如此，土壤的pH值對(duì)重金屬溶解和沉淀也存在著重要影響，通常來(lái)說(shuō)，pH值的高低同重金屬的溶解度呈反比。當(dāng)土壤呈現(xiàn)出堿性，受重金屬污染的土壤會(huì)析出氫氧化物沉淀，同時(shí)土壤中也可能會(huì)出現(xiàn)難以溶解的碳酸鹽和磷酸鹽。土壤的氧化還原反應(yīng)也從一定程度上對(duì)重金屬的存在狀態(tài)造成影響，具體影響體現(xiàn)在重金屬的溶解度和毒性方面。

2農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地重金屬污染形勢(shì)

2.1水環(huán)境重金屬污染現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)用水品質(zhì)的優(yōu)劣也直接關(guān)乎農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。近些年，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)污水與城市污水排放日趨嚴(yán)重，同時(shí)部分地區(qū)沒(méi)有對(duì)污水排放采取有效的監(jiān)督和管理措施，導(dǎo)致我國(guó)不少地區(qū)水環(huán)境污染嚴(yán)重。20世紀(jì)80年代初期，我國(guó)曾對(duì)多個(gè)流域展開調(diào)研，發(fā)現(xiàn)不少水域中存在著重金屬污染的現(xiàn)象，最嚴(yán)重的水體中重金屬的含量居然達(dá)到了每升幾百微克。與此同時(shí)，水中的沉積物所含的重金屬也達(dá)到了每升上千毫克。于是，重金屬水體污染逐步演變?yōu)槲覈?guó)長(zhǎng)期需待解決的重要環(huán)境問(wèn)題。

2.2土壤環(huán)境重金屬污染現(xiàn)狀

無(wú)論是水體污染，還是空氣污染，最終都會(huì)導(dǎo)致土壤污染。和其他污染形式相比，土壤重金屬污染更具有隱蔽性以及長(zhǎng)期性的特征。近些年，隨著有色金屬礦山的開采以及工業(yè)三廢的排放，重金屬?gòu)U棄物大量堆積。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的用水存在著污水灌溉的情況，同時(shí)農(nóng)民大規(guī)模使用農(nóng)用化學(xué)藥品等行為均導(dǎo)致有害重金屬元素滲透到農(nóng)田中，對(duì)農(nóng)業(yè)用地造成嚴(yán)重污染。

3農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬檢測(cè)技術(shù)

3.1光譜法

光譜法是對(duì)土壤重金屬含量進(jìn)行檢測(cè)的常用方法之一，具有較高靈敏度。缺點(diǎn)是操作流程較為繁復(fù)，整個(gè)分析過(guò)程需要耗費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間，同時(shí)對(duì)儀器的要求也相對(duì)較高，因而實(shí)踐中需要耗費(fèi)大量的分析成本。

在光譜法運(yùn)用實(shí)踐中，紫外可見(jiàn)光光度法是當(dāng)前運(yùn)用最為普遍的一種測(cè)試方法。

光譜法不適用于快速檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)土壤重金屬含量。

3.2新型檢測(cè)技術(shù)

3.2.1 生物傳感器法

生物傳感器方法的主要工作原理是綜合金屬離子和固定于電極材料中的特異性蛋白，對(duì)蛋白結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變，同時(shí)利用靈活的電容信號(hào)傳感器進(jìn)行定量檢測(cè)，以此了解土壤中重金屬的變化。近些年，人們通過(guò)對(duì)生物傳感器進(jìn)行開發(fā)和利用，從而檢測(cè)水溶液中毒性化合物的含量。決定生物傳感器使用情況的因素主要分為兩個(gè)方面：一是生物活性，二是環(huán)境。由于生物傳感器法存在著時(shí)間方面的制約，使用壽命較短，因而其使用和發(fā)展都受到局限。

3.2.2 酶抑制法

酶抑制法的原理是利用重金屬離子及酶活性中心的甲硫基發(fā)生反應(yīng)，使其自身的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)發(fā)生改變，導(dǎo)致酶活力降低，進(jìn)而對(duì)重金屬進(jìn)行檢測(cè)。酶抑制法直接將顯色劑顏色以及吸光度、電導(dǎo)率的變化，通過(guò)光電信號(hào)放大、顯示，從而建立起重金屬濃度以及酶系統(tǒng)改變所對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)關(guān)系。這種檢測(cè)方法主要應(yīng)用于對(duì)環(huán)境、食品中的重金屬進(jìn)行定性檢測(cè)。

3.2.3 免疫分析法

免疫分析是一種具有高度特別性以及靈敏度的分析方法。通過(guò)利用免疫分析方法對(duì)重金屬離子進(jìn)行分析，首先必須完成兩方面任務(wù)：1）利用合格的絡(luò)合物對(duì)金屬離子進(jìn)行綜合，讓其確保一定的空間結(jié)構(gòu)存在，進(jìn)而發(fā)生氧化還原反應(yīng)；2）綜合金屬離子的化合物反應(yīng)到載體蛋白中，產(chǎn)生免疫原性。對(duì)金屬離子化合物進(jìn)行綜合，選擇相應(yīng)的特異性抗體在免疫分析法中尤為重要。

3.2.4 太赫茲光譜法

太赫茲光譜法是一種全新的分析法，作為一種國(guó)際前沿科技，其能夠?qū)Ψ肿觾?nèi)部或分子相互（介于微弱和氫鍵的內(nèi)部相互作用之間）的激勵(lì)進(jìn)行探測(cè)，原理在于激勵(lì)導(dǎo)致一定震動(dòng)的產(chǎn)生，進(jìn)而可以有效地吸收能量?？蒲腥藛T在對(duì)土壤重金屬污染進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，已經(jīng)開始采用這種方法。

3.3電化學(xué)分析法

同光譜法相比，電化學(xué)分析法的優(yōu)勢(shì)在于更容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。然而在土壤重金屬快速檢測(cè)中運(yùn)用電化學(xué)分析法存在不少問(wèn)題，由于土壤系統(tǒng)較為復(fù)雜，因而土壤中產(chǎn)生了一些污染物會(huì)導(dǎo)致對(duì)普通漿料檢測(cè)流程產(chǎn)生重要影響，進(jìn)而影響到檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。這些污染物主要包括：大分子顆粒、有機(jī)物、表面活性劑等。在對(duì)土壤重金屬檢測(cè)方法開展研究的過(guò)程中，要積極開發(fā)更具抗干擾能力以及高靈敏度的電化學(xué)傳感器，才能有效推動(dòng)電化學(xué)分析法的可持續(xù)發(fā)展。

4農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬污染檢測(cè)主要問(wèn)題分析

4.1操作安全及二次污染問(wèn)題

運(yùn)用光譜法進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中主要使用X射線，由于X射線具有極強(qiáng)的電離特征，因而會(huì)對(duì)人體造成巨大傷害。在運(yùn)用光譜法進(jìn)行檢測(cè)前，必須對(duì)相關(guān)操作人員進(jìn)行一定專業(yè)培訓(xùn)，從而確保檢測(cè)的安全性。此外，若要將土壤成分以及土壤中的重金屬離子綜合起來(lái)，例如采用痕量檢測(cè)的化學(xué)分析方法，必須先要做好預(yù)處理工作，對(duì)所使用的測(cè)試樣品進(jìn)行微波消解，從而將金屬元素轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x狀態(tài)，再進(jìn)行檢測(cè)。整個(gè)流程中，通過(guò)對(duì)測(cè)試樣品的強(qiáng)酸堿程度進(jìn)行消解來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬的檢測(cè)，便會(huì)直接造成二次污染的發(fā)生。

4.2檢測(cè)效率問(wèn)題

通常對(duì)土壤進(jìn)行重金屬檢測(cè)所采用的都是傳統(tǒng)方式，需要經(jīng)歷長(zhǎng)期的消解流程以及繁復(fù)的步驟，因而存在著效率低下的問(wèn)題，缺乏時(shí)效性，進(jìn)而導(dǎo)致推廣效果也大打折扣。目前，我國(guó)尚未研發(fā)出自動(dòng)化處理土壤樣品的技術(shù)，建議今后相關(guān)科研機(jī)構(gòu)重視研發(fā)工作，開發(fā)出自動(dòng)化或者半自動(dòng)化土壤處理平臺(tái)投入檢測(cè)實(shí)踐。

（責(zé)任編輯：丁志祥）