农业用地土壤中的污染物检测技术研究

毛艳辉

摘 要： 土壤是农业生产的基础物质资源，我国是世界范围内的农业大国，农业生产规模庞大，土壤问题较为严重，需要科学检测并及时修复土壤环境。本文将结合土壤污染物检测的意义，讨论光谱法、质谱法、电化学分析、新型污染检测技术，致力于在推动农业稳定发展的同时，保护人类生存的自然环境。

关键词： 农业用地;污染物;检测技术

【中图分类号】X53     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）23-0197-01

引言：我国地理环境多样，土地资源比较丰富，但空间分布有明显差异，人口基数大，适宜耕地面积小，而且高频率的人为活动对土壤生产力、土壤环境造成严重影响。因此，必须要对现有农业用地进行污染物检测工作，修复脆弱土地，遏制土壤污染趋势，确保农业用地的土壤安全，落实高效的土壤资源管理工作。

1 农业用地土壤污染因子

土壤污染为一个量变引发质变的过程，污染物在土壤内大量囤积，进而造成土壤某些属性的变化，通过植物种植将这种影响传输至食物链上游。农业用地土壤污染因子主要有三：

1.1 重金属污染

重金属污染主要有农田周围工业生产活动导致，如企业三废的违规排放。我国《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618-2018）中定义的农用地土壤污染风险管制值项目包括镉、汞、砷、铅和铬五类。

1.2 农药化肥污染

农业生产过程中大量使用农药、化肥是引发土壤污染最直接的因素，例如使用含有有机物的化肥：氮肥包括：NH4HCO3;CO（NH2）2;NH4CL等;磷肥包括：KCL;KNO3;转化成常见土壤污染物有：汞、镉、铬、铜、锌、铅、镍、砷、硒、氟，此类有机污染物在土壤中可残留时间达3-10年。目前可检测到得残留时间小于一年的农药类型有：草乃敌、氟乐灵、西玛津等。

1.3 生物污染

生物污染指农村地区饲养牲畜配些粪便所引发的土壤污染，这些粪便直接泼洒在地表，对土壤造成直接污染。生物污染对人体健康危害程度较大，且影响范围广[1]。

2 农业用地土壤中的污染物检测技术分析

2.1 光谱法检测

光谱法发展时间较长，是一种较为常见且传统的污染物检测技术，光谱法包括：原子吸收光谱法（AAS）、原子发射光谱法（AES）、电感耦合光谱法（ICP）等等。光谱法以较高灵敏度对样品中的重金属离子含量进行有效分析，但大多需要大型仪器设备，分析方法成本高。样品前处理过程中需要经过消解，操作复杂，分析时间长，很难用于土壤重金属的现场快速检测。例如：AES技术的配套仪器就相对昂贵，而且单次只能对少量样品进行检测。

2.2 质谱法检测

质谱法的使用原理为：利用电场和磁场来分离运动中的离子，然后根据荷质比来对离子进行检测。质谱法可以单次分析出有机物、同位素的结构信息，可用来测量离子电荷与质量比。将质谱法与分离技术结合使用，是分离科学中的一项重大发展。综合所有分析测试技术来看，质谱法同时具备了高特异性、高灵敏性、样品用量少、分离鉴定同步进行等优势，且对多种待测物都具有良好的适应性，所以除了土壤污染物检测外，还被广泛应用在化工、环境、水文、刑侦、材料学、医药等多个领域。质谱法所用仪器种类较多，不同仪器针对不同的物质，例如：对于能在300℃条件下被汽化的样品来说，可以选用GC-MS质谱仪进行检测，具有良好的毛细管柱分离效果。对于不能汽化的样品来说，可以使用LC-MS质谱仪来获取分子量信息。但是，质谱法只能用于实验室下，虽然有上述多种有点，但是使用成本较高，且对样品有严格要求，需要配备专业技术人员，所以普及效果并不理想。

2.3 电化学分析检测

电化学分析检测技术目前在农业用地土壤污染物检测工作中比较常用，电化学分析法的工作原理是利用电流、电导、电压等信号来对不同种类的金属离子进行反应。不需要多余的转化工作。仪器设备操作相对简单，使用方便，受外界条件影响较小。能够在短时间内完成多次作业。

例如，某蔬菜种植区土壤重金属污染检测试验采用电化学的方法，使用哈希HQ440D多参数分析仪，测定土壤样本的导电率和pH值，依照《土壤阳离子交换量的测定 三氯六氨合钴浸提-分光光度法》测定样本阳离子交换量。对样本做消解处理后精确称取0.2g土样，利用硝酸-氢氟酸消解体系，将样本处理为无色透明液体，定容为50mL。取样本采集区域种植植物样本0.2g，利用过氧化氢-硝酸体系进行微波消解后定容，土壤有效态金属使用0.1mol·L-1的验算溶液提取测定，检测Cr、Cu、Zn、As、Cd、Pb等金属有效态含量。

2.4 生物传感检测技术

土壤，是农业生产的基础物质资源，具有消解污染物、过滤水源、维护自然生物多样性等作用。但是上述功能只限于土壤安全状态下才能发挥出来。一旦污染情况严重，土壤功能必然会受到影响，对应的耕地质量和基础功能削弱，不仅威胁到农业生产效率，还会对水资源安全、生态环境安全造成巨大风险。生物传感器技术是一种新型土壤污染检测技术。生物传感法就是通过在电极材料上设置特异性蛋白，金属离子在接触到这种特异性蛋白后，蛋白构象会发生改变，然后再使用高灵敏的电容传感器检测这种变化。这种检测技术灵敏度和精准度都比较强。但是传感器的应用容易受到外界环境的影响，使用寿命相对较短。

2.5 酶抑制检测法

酶具有功能基团，当基团受到某种物质的影响后，酶的活性就会对应出现降低或丧失等变化。例如：金属离子和甲硫基或硫基结合后，酶活性会受到影响，通过观察显色剂颜色、酶的吸光度等现象就可以得到检测结果。这种检测技術除了可以对土壤污染情况进行检测外，还可以对农产品、自然水源、自然环境等进行检测，使用范围比较广泛。而且这种检测技术不受外界因素影响，操作便捷，可以实现当场检测，但是为了保证检测数据的精准性，进一步的定量分析需要在特定条件的实验室中进行。

结论：综上所述，近几年，社会各界对农业用地的土壤污染问题较为关注，采取科学的土壤污染物检测，有利于优化农业用地环境，为后期污染物防治、土壤修复等工作提供数据支持。各地区也应及时根据检测结果制定相应的保护修复措施，合理控制化肥农药的用量，加强农业环境保护的宣传工作。

参考文献

[1] 刘杏梅，赵健，徐建明.污染农田土壤的重金属钝化技术研究——基于Web of Science数据库的计量分析[J].土壤学报：1-14.