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关于土壤重金属检测技术的研究

作者:陈利平  来源:安全管理网 
评论: 更新日期:2020年03月05日

摘要:土壤是人类赖以生存的根本,目前基本的粮食作物、蔬菜水果皆出自土壤。近些年来,随着人民生活水平不断提高,人民对于食品安全、环境安全的重视程度越来越高,环境污染程度成为政府行政能力考核指标,然而土壤重金属污染却日趋严重。主要针对目前土壤重金属检测技术进行研究,简述目前常用土壤重金属检测技术,就其未来发展进行展望,为控制土壤指标、保护土壤长期健康提供有效的监控检测措施。

关键词:土壤;重金属;检测技术;发展趋势

前言:研究土壤重金属污染首先要了解重金属,金、银、铜、铁就是我们常见的金属。目前虽然没有对重金属有十分明确的概念,但是一般在行业内把元素密度在5g/cm3以上的定义为重金属,像工业中经常使用的汞、锰、锌、铅、钼等。随着工农、交通等的迅速发展,大量的重金属进入土壤中,重金属在土壤中积累到一定程度后不但直接影响农作物生长和农产品质量,还会通过农产品传递到人身上,从而对人体健康造成损伤,对土壤的重金属检测及控制已经势在必行。

1土壤重金属污染的简介以及危害

通常来讲,土壤重金属污染是指由重金属或者重金属的衍生物对环境产生的破坏,主要是由于采矿、污水灌溉、使用重金属超标制品以及大量的废气排放等原因而使环境造成了严重的破坏产生的,其中包含的重金属主要有铜、锌、铁、铅等重金属元素。重金属污染具有隐蔽性强、污染来源广且不易被生物降解,具有长期性的特点,治理起来十分吃力,重金属不断地积累,能够在食物链中不断地放大最终进入到人体当中,因此能够对环境和人体健康构成较大的威胁。

土壤在被重金属污染之后具有不可逆转性,因此受到重金属污染的土壤将不具备治理使用的价值,因此只能采取调整种植品种的方式对重金属污染的土壤进行回避。此外,能够产生土壤污染中的重金属元素中通常都带有毒性,这种毒性主要体现在重金属中的汞、铅以及铬等元素中,同时还具有含有毒性的锌和镍等元素当中。致使土壤受到重金属污染的原因主要有工业废弃物不经过科学的处理随意排放的现象,使诸多重金属元素在土壤重堆积而导致了土壤重金属污染,以及各种化学农药的使用,不科学施肥等现象使过多的元素流入土壤当中,产生了土壤重金属污染。

2土壤重金属污染检测技术

要想使土壤重金属污染的问题解决,首先就要实施检测工作,要明确土壤当中重金属的元素,才能针对性的采取措施加以治理。检测技术的科学应用就显得比较关键,主要可通过以下几种检测技术加以应用:

其一,电化学分析检测技术的应用。土壤重金属污染的检测技术应用中,采用电化学分析检测技术是比较重要的,这是采用电化学传感器设备来对重金属进行检测的。随着检测技术的进一步升级,电化学分析检测技术应用的灵敏度以及抗干扰能力得到进一步加强,在土壤重金属的检测方面应用价值将得到进一步提高。

其二,原子荧光光谱检测技术的应用。土壤重金属的检测过程中,利用原子荧光光谱检测技术也能起到良好的检测作用。技术应用是在火焰或非火焰原子化器当中实现原子化的,最后进行吸收激发光源辐射,检测器的科学应用下对激光原子去活化产生原子荧光的测定,就能将土壤当中金属元素测定痕量得以准确分析。原子荧光光谱检测技术的应用有着诸多优势,主要体现在线性范围宽以及选择性好和谱线简单等方面。

其三,生物传感器检测技术的应用。土壤重金属污染检测技术的应用当中,采用新型的检测技术能大大提高检测的效率,其中生物传感器检测技术的应用就是有着良好应用效果的。这是对综合金属离子和固定电极材料当中特异蛋白的应用,通过蛋白结构有效及时改变,以及采用灵敏电容信号传感器来加强土壤重金属定量检测,采用此检测方式能方便检测人员观察重金属含量变化。当前的检测技术应用在生物传感器技术的应用方面,已经相对熟悉,作为新型的检测技术其有着自身的限制,对于生物活性和环境都有着相对比较高的要求,所以技术的应用并不是很广泛。

其四,免疫分析检测技术的应用。土壤重金属检测技术的实际应用当中,采用免疫分析检测技术能提高检测准确度。这一检测技术的应用中,有着比较高的灵敏度,主要是使用络合物来实现重金属离子综合的,从而预留相应空间结构,这样就比较顺利进行氧化还原反应。再有就是保障载体蛋白接收综合金属离子化合物,从而能有效产生免疫原。检测人员也能选择特异抗体来实现对金属离子化合物的综合,如此便能保障检测的精确。

其五,酶抑制检测技术的应用。土壤重金属的实际检测工作实施中,酶抑制检测技术的应用也是比较重要的,这一技术主要是采用重金属离子和酶活性因子发生的甲硫基反应,如此便能够将酶活性因子结构性质得以改变,有效将酶活力得以降低。通过相关的仪器应用就能完成检测工作。这一检测技术的实际应用过程中,方便检测人员对显色剂颜色以及吸光度和电导率等变化进行观察,也能使用放大光电信号对土壤重金属含量以及酶系统数学关系加以反映。其六,太赫兹光谱检测的技术应用。通过就此技术的科学应用,就能有效对分子内部以及分子间相互作用加以激励,最终实现土壤重金属的探测。这一检测技术的应用也是比较前沿的检测技术,是利用激励产生振动吸收能量方式运用的检测技术,能大大提高重金属检测的准确度。

3土壤重金属检测技术未来发展趋势

土壤重金属检测与我们的生活息息相关,也影响到生态环境的良好循环,为了保证生态环境的可持续发展,我们需要研究灵敏度更高、检测效果更理想、检测过程更方便、检测速度更快捷的土壤重金属检测方法。

未来土壤重金属检测技术必然立足于现有传统检测技术之上,上述已经在应用的传统检测技术大都经过了几十年乃至上百年的发展,必然有其成熟的地方,但是同样存在各种各样的问题。

比如有些设备造价昂贵、有些工艺比较复杂、有些检测条件比较苛刻、有些会对人体健康造成影响等等。这就需要在传统检测技术的基础上进行完善,利用不断发展的先进科学技术,如纳米技术、超分子技术等对传统检测技术进行升级改造。如在检测过程中为降低干扰可对样品添加机体改进剂,另外选用更先进的三通道荧光光度计等等,对多重技术进行综合利用,技术之间可实现优势互补,使其更加成熟完善。

在对传统检测技术改造升级的过程中还要持续探索新的检测技术,例如随着生物学的发展,逐渐出现的生物传感器法、酶抑制法,以及最新的免疫分析法等,免疫分析法灵敏度非常高,可以达到10mol/L,分析过程简单易操作。

4结语

土壤重金属检测是一项需要长期坚持的工作,需要国家、政府、行业各个领域提高认识,需要在人力、物力、财力上加大投入和提高支持力度,只有通过多方努力,才能使土壤检测技术更加完善,才能保证土壤重金属检测落到实处,切实起到保护生态环境、改善土壤污染的作用。

参考文献:

[1]周宝宣,袁琦.土壤重金属检测技术研究现状及发展趋势[J].应用化工,2015,44(01):131

[2]农产品产地土壤重金属污染形势及检测技术研究[J].范东正.河南农业.2019(02)

[3]土壤重金属污染现状及检测技术分析[J].章哲.现代农业科技.2018(03)

[4]土壤重金属检测方法研究进展[J].周斌,钱园凤,潘仪超.种子科技.2016(07)

[5]重金属检测方法探讨[J].许积斐.科技与企业.2013(14)

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