方小輝 周利東
摘 要:在進行工業(yè)化生產過程中會產生大量的污染物,會對自然生態(tài)環(huán)境造成嚴重破壞,致使很多農產品的重金屬含量已經超標,威脅到食用者的身體健康。本文主要論述了農田土壤環(huán)境中檢測技術的運用,借助先進檢測技術,準確檢測各類有害物質,實現農田的無污染。
關鍵詞:農田土壤;環(huán)境;檢測技術
引言:現階段,我國農田土壤環(huán)境問題日益嚴重,整體形勢較為嚴峻,部分區(qū)域土壤污染嚴重,檢測土壤環(huán)境是保護環(huán)境的關鍵,通過監(jiān)測、預報等環(huán)節(jié),讓土壤環(huán)境質量獲得提高,生長出讓人們放心的農產品,有利于創(chuàng)建健康持續(xù)的生態(tài)體系。
一、農田土壤污染現狀
目前正值經濟快速發(fā)展階段,在農村擁有很多的各種類型的工廠,在平時生產過程中會造成巨大污染,并且對水資源有著較大的需求,經過簡單處理后,廢水中仍然含有大量的重金屬物質,多數企業(yè)為了自身的經濟利益,而直接將污水排放到附近的河流當中,一般情況下,農戶在灌溉時時常需要引流,而重金屬物質被水帶入至農田中。
經過調查可以得知,在污染企業(yè)附近的農田土壤均遭到了一定程度的影響,自然環(huán)境是不斷變化的,農田中的害蟲抗藥性逐漸增強,一些藥物對蟲害已近喪失了殺除作用,但病蟲害未得到防治會對農作物造成嚴重影響,一些農戶提高了農藥施用量,致使農作物中有害物質含量明顯超標。
在被嚴重污染過的土壤中,農作物是無法獲得有效生長的,若土壤已經遭受了嚴重的重金屬污染,過度施肥更引起了土壤酸堿性失衡,最后土壤會出現嚴重的鹽堿化,這便意味著此區(qū)域的農作物產量會大幅度下滑,最終甚至會導致農田的荒廢[1]。
重金屬污染能夠對農田的生態(tài)系統(tǒng)產生嚴重影響,由于污染源一直存在,而會逐漸影響河流水質,大量重金屬物質沉積在土壤深部,污染地下水,附近的植物動物均會受到較大影響,若不能得到及時的治理,會對生態(tài)系統(tǒng)的影響逐漸加重。
二、農田土壤檢測技術的應用
(一)選擇實驗區(qū)域
為了可以對重金屬污染的實際情況做出細致的檢測,應對被污染的土壤實行技術檢測,經過走訪調查找到污染最嚴重的地區(qū),了解對農作物與附近樹木產生怎樣影響,經過附近居民的描述,合理規(guī)劃需要檢測的土壤區(qū)域。
(二)實地取樣
在劃定檢測區(qū)域之后,要做好實地取樣,在取樣時,要盡可能確保土壤區(qū)域中的分布平均,可以在后續(xù)的檢測數據求平均值時降低誤差,取樣時,標記取樣點,可以通過繪制污染分布圖獲得具體的位置與數據信息。
實地土壤取樣后,方可進行在處理,由于樣品中擁有大量的雜質與水分,這些元素均會影響到檢測精度,土壤中的水分會自行蒸發(fā),分離土壤中的雜質,最終獲得一份干燥無雜質的土壤樣本。
(三)光譜檢測
這種方法是一種常見方法,在各種環(huán)境下,使用該技術都可以準確的檢測出樣本中的重金屬離子,所以,被認證為國家標準。
光譜檢測設備種類多,并且精度很高,整個的檢測過程會非常繁瑣,并伴隨著高昂的檢測費用,在檢測時,還要用到大量的放射性原子,所以,在檢測過程中,應該讓專業(yè)技術人員規(guī)范操作,防止發(fā)生安全事故。
檢測階段,在光譜中,觀察石墨爐原子的吸收轉換率,能夠實現檢測重金屬元素的效果,由于需要有較高的檢測準確度,在開始檢測前,要妥善處理土壤樣品,可以確保后續(xù)檢測工作的推進,在檢測時,將重金屬元素作分離處理,若不采取有效處理,容易導致二次污染,同時,處理好實驗廢棄物,因為強酸強堿均會附近環(huán)境產生污染,最有效的方式是借助化學物質中和處理廢棄物。
原子吸收光譜法已經被應用了較長時間,此技術離不開專門的儀器設備,屬于儀器分析技術,工作原理是原子層外的電子能夠吸收到指定的光譜,因為不同元素的光譜有所差異,這種方法有著較好的檢測效果,應用難度低,操作簡單,所以,被業(yè)內人士廣泛推廣[2]。
(四)電化學檢測
這種方式的檢測效率高,并且結果準確,設備能夠進行有效移動,所以,在面對地質災害與環(huán)境災害時,多采用電化學檢測技術,可以快速準確完成任務。在檢測樣品之前,要提前校準設備精度,防止因為設備精度問題造成檢測數據不準確。
(五)生物化學法
酶抑制法的原理是將毒性重金屬離子與生物酶進行融合,讓酶的活性降低,從而改變酶的化學性質,這時,電導率、酸堿度、顯色劑顏色都出現變化,獲知重金屬的類型與濃度。酶抑制法可以用來研究生物體與水環(huán)境中的重金屬,有著效率高、操作簡便等優(yōu)點。
免疫分析法具有較好的靈活性與特異性,檢測機理是抗原與抗體的高度統(tǒng)一特性反應,重點在于設置重金屬抗原和單克隆抗體。由于重金屬離子體積偏小,容易出現不可逆的反應,因此設置單克隆抗體較為困難,運用多克隆抗體會出現檢測差異,所以,要調整檢測思路,這種檢測方法檢測費用高,同時,容易失活。
(六)流動注射分析法
這種方法在應用時,應先將一部分樣品提取出來,向流動載流中注入,等到樣品到達反射器時,能夠在某種程度上讓載流和試樣進行結合,接著檢測器中會出現反應物,這時,可以進行檢測,通過記錄儀分析峰形信號,實現定量分析。此方法的出現,體現出檢測技術正朝著自動化方向發(fā)展,可以明顯提高檢測效率,可以有效處理操作復雜單元,當檢驗完成后,向流路體系中合并流入,能夠順利完成非均勻與非平衡下的監(jiān)測工作,在精密度和速度分析兩方面有著較大優(yōu)勢,此方法可以檢測貴重試劑,在規(guī)定范圍內控制消耗費用,用量減少,成本也隨之降低,所以,被廣泛應用。
因為土壤環(huán)境中有機農藥的成分復雜,所以,需要進行預處理,萃取屬于高效的分離富集技術,主要涉及LLE與SPE。近幾年,誕生出新的輔助技術,比如,微波輔助萃取技術、固相萃取技術、加速溶劑萃取等。
衍生化色譜檢測技術是利用有機農藥和衍生化試劑的化學反應,讓微量有機農藥可以被檢測設備檢測到。衍生化試劑可以檢測微量有機農藥,擴大色譜法的使用范圍,衍生化試劑種類少,通用性差,準確度與靈敏度有待加強,操作復雜。
由于電子元器件、集成電路、通訊技術的跨越式發(fā)展,讓傳統(tǒng)大中型檢測設備朝著小型化、便攜化的方向發(fā)展,設備占用空間越來越小,抗干擾能力強,便攜式電化學分析儀具有體積小、功耗低、操作方便等優(yōu)點,可以應對在野外環(huán)境下的現場分析,設備中有高速數據處理芯片、電路集成,可以采集到激發(fā)信號與超微信號。
結論:要抓緊對土壤污染問題進行治理,隨著科技的快速發(fā)展,各種新技術不斷出現,并各有優(yōu)缺點,要根據土壤的實際情況,選擇合適的檢測技術,同時兼顧檢測效果與檢測成本,加大研究力度,努力改善農作物生長環(huán)境,保護自然生態(tài)環(huán)境,為人們的身心健康提供保障。
參考文獻:
[1]徐立高.土壤中重金屬檢測樣品前處理技術現狀探討[J].現代鹽化工,2021,48(01):37-38.
[2]聶長劍.土壤重金屬污染現狀及檢測技術分析[J].農村實用技術,2021(02):184-185.
作者簡介:
方小輝(1988年6月—),男,漢族,浙江金華人,本科學歷,中級工程師,研究方向:環(huán)境檢測。