農(nóng)田土壤重金屬檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)分析

胡 浩

(湖南省微生物研究院，湖南 長(zhǎng)沙 410001)

1 農(nóng)田土壤重金屬檢測(cè)現(xiàn)狀

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?，F(xiàn)今，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。現(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。

2 農(nóng)田土壤重金屬檢測(cè)技術(shù)

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)，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。

2.1 原子吸收光譜法

原子吸收光譜是從20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。

2.2 原子發(fā)射光譜法

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。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。

2.3 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。

2.4 生物化學(xué)法

生物化學(xué)法是指通過各種生物酶，改善農(nóng)田土壤重的重金屬濃度。常見的生物化學(xué)法主要有酶抑制法、免疫分析法等。(1)酶抑制法：對(duì)于酶抑制法具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，可以通過酶的化學(xué)變化，使得顯色劑的顏色、pH值以及光波等發(fā)生變化，得出重金屬的種類以及濃度。(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。

2.5 液相色譜分析法

重金屬檢測(cè)的技術(shù)方法大量存在，而較為常見的技術(shù)方法之一便是液相色譜分析法，該方法是一種相對(duì)先進(jìn)的現(xiàn)代化檢測(cè)手段，目前被廣泛應(yīng)用于各項(xiàng)試驗(yàn)檢測(cè)中，且在環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè)中體現(xiàn)出了關(guān)鍵性的意義與價(jià)值，尤其是在高濃度的廢水及含有堿土的金屬離子檢測(cè)中，體現(xiàn)出了相當(dāng)明顯的檢測(cè)效果。液相色譜法能夠有效分離被檢測(cè)物質(zhì)，為相關(guān)檢測(cè)工作的開展提供便利。然而，該方法也有一定劣勢(shì)存在，即具體應(yīng)用中缺乏足夠的靈敏度。要想將該缺陷彌補(bǔ)，可在實(shí)際檢測(cè)中聯(lián)合其他檢測(cè)方法一同使用，促進(jìn)液相色譜法功能作用的充分發(fā)揮。

2.6 流動(dòng)注射分析法

流動(dòng)注射分析法的應(yīng)用過程中，首先需要將樣品提取一部分出來，并朝著相應(yīng)流速的流動(dòng)載流中注入，待樣品流經(jīng)反射器時(shí)，便可在一定程度上將載流與試樣混合為一體，隨后檢測(cè)器中會(huì)流出載流和試樣試劑反應(yīng)物，此時(shí)便可開展響應(yīng)的檢測(cè)工作，并在記錄儀的運(yùn)用下分析其峰形信號(hào)，最終完成相關(guān)定量分析的工作。該方法的誕生，可謂是重金屬檢測(cè)技術(shù)自動(dòng)化發(fā)展的標(biāo)志，不但能夠達(dá)成更為顯著的檢測(cè)效率，并且還能快速處理化學(xué)中加熱及冷卻等原本操作相當(dāng)復(fù)雜的單元。而在檢驗(yàn)結(jié)束之后，將其朝著流路體系內(nèi)合并流入，能將非均勻和非平衡下的檢測(cè)工作順利完成，在精密度與速度分析方面皆顯露出較好的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，該方法能夠適度測(cè)定貴重試劑，還能在一定范圍內(nèi)有效控制試劑消耗的費(fèi)用，將貴重試劑用量減少，減小成本耗費(fèi)量，因此得到了相當(dāng)廣泛的運(yùn)用。

3 總結(jié)

總之，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。通過上文可知是原子吸收光譜法較為成熟，此方法不僅靈敏性強(qiáng)，而且檢測(cè)結(jié)果非常可靠、準(zhǔn)確，但是缺點(diǎn)是其檢測(cè)設(shè)施較為昂貴、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。