农产品重金属污染来源及检测策略分析
齐璟僮 刘晓宇 高晶琳
1.天津市乳品食品监测中心有限公司 300392 2.天津市农村社会事业发展服务中心300384
摘要:农产品重金属污染问题已成为全球范围内农业生产、食品安全重要问题,重金属污染不仅危害农作物生长发育,还对人类健康构成潜在威胁。工业排放、农业施肥等皆为农产品中常见的重金属污染来源,日常防范必不可少,检测人员应结合重金属在农产品中的积累途径、危害机制,选择合适的重金属检测方法,如应用原子吸收光谱法、X射线荧光分析等,有效保障农业生产可持续性,促进食品安全。
关键词:农产品;重金属污染来源;检测策略
随着全球工业化进程加速,环境污染问题日益严重,重金属污染日益突出。重金属从空气、土壤、水源等途径进入农田,影响农作物生长发育,并经食物链传递,威胁人类健康。在此背景下,检测人员更需做好农产品重金属检测工作,为后续农业生产中的重金属污染防控提供理论依据、技术支持。
一、农产品重金属污染来源
(一)工业排放
钢铁、铝、铜、锌、铅等金属冶炼过程中,会排放大量重金属污染物,此类工业排放重金属经多途径进入农田环境,从而可能影响农产品质量。工业排放的废气中含有大量重金属,如经高温过程释放的金属蒸气或粉尘,这些废气释放到大气中时,重金属会随气流传播到周围环境,最终以大气沉降形式沉降至土壤、农作物上。工业废水为另一条重金属污染传播途径,工业生产过程中,会产生大量废水,涵盖铅、砷、镉、铜等重金属污染物,在未经充分处理情况下,直接排入河流、湖泊、地下水等水体,一旦此类水体成为农田灌溉水源,重金属污染就会进入土壤,进而被植物吸收。不同工业排放量差异很大,冶炼厂、化肥厂等高污染企业排放的重金属浓度较高,污染范围较广。
(二)农业施肥
尿素、氯化铵等常见氮肥中,本身虽不直接含重金属,但原料中可能会含微量重金属;磷肥尤其以“磷矿石”为主要来源的肥料中,往往含有较高浓度的重金属。土壤中的有机质、粘土矿物、铁铝氧化物等,能吸附施肥中进入的重金属,促进金属元素滞留在土壤中;部分重金属在土壤中流动性较强,会随水分流动而迁移,在雨水冲刷或灌溉水作用下,重金属可能被带入地下体中,持续扩大农业污染范围。作物根系会吸收土壤中的重金属,其中,不同重金属在土壤中的可吸收性不同,铅、镉等重金属生物有效性相对较高,易被植物吸收;土壤的酸碱度对重金属的溶解性、可吸收性有重要影响,在酸性土壤中,铅、铬等重金属溶解度较高,因此更易被作物吸收。
(三)生活污水
一些洗涤剂、清洁剂中可能含有铅、镉等重金属元素;香水、化妆品等个人护理用品中也可能含有微量汞等重金属。在城市污水处理中,虽然常规物理、化学、生物处理方法能有效去除大部分有机污染物,但重金属等难以去除的无机污染物仍可能在处理后排放入环境。如生活污水未经充分处理直接用于灌溉,重金属就会经水源进入农田,如在农村地区或水资源匮乏地区,农民常依赖未经处理的污水灌溉作物,使重金属直接进入土壤,并被作物根系吸收,导致农产品受污染。生活污水中的重金属会随灌溉水或直接排放到土壤中,造成土壤重金属污染,重金属元素经土壤吸附、迁移作用,在土壤中积累,长时间污染积累会使土壤重金属浓度超标,影响土壤健康、农作物生长。
二、农产品重金属污染检测策略
(一)科学化采集样品
采集的样品必须代表待检测农产品整体情况,不同地点、批次农产品重金属污染分布可能存在差异,因此采样需具有代表性,反映整个农业生产过程重金属污染状况,在不同地点、不同生长阶段、不同部位随机采集样品,能最大限度地避免人为偏差。在一些特殊情况下,如土壤污染分布不均,或农田中有不同污染源时,可采用分层采样,将样品分为若干层次,选择不同田块、不同地段。为确保样品代表性,需结合上述采样目标及检测目的等设定样品量。一般而言,采样量越大,代表性越强。在一些大规模农业生产过程中,采样应具有一定频率,以应对可能的季节性污染波动。检测人员选择采样位置时,应尽量选择多个不同生长条件、不同生长阶段部位,在采集蔬菜类农产品时,采集根、茎、叶、果等部位样品,以全面反映重金属在各部分的积累情况。
(二)应用高效重金属检测方法
监测人员可运用原子吸收光谱法监测,利用原子对特定波长光的吸收特性定量分析样品中金属元素的含量,将样品中的金属元素转化为自由原子,并测量其吸收光的强度,确定金属浓度;考虑应用电感耦合等离子体质谱法,将样品中的元素激发为等离子体,然后经质谱仪分析等离子体中的离子,最终确定元素浓度;或选择高效液相色谱法,经样品中不同物质在流动相、固定相间的分配差异,实现分离,并在检测器中定量各组分浓度,以此检测农产品中的重金属;X射线荧光光谱法也较为常用,可测量样品受X射线照射后发出的二次X射线,分析样品中元素的种类、含量,且具备非破坏性。
(三)控制检测频率
不同类型农产品生长环境、吸收重金属方式、风险程度不同,所需检测频率也有所不同,针对生长周期较短的作物,可能迅速吸收土壤中的重金属污染,监测人员需频繁监测,而对于生长周期较长的作物,则可适当减少检测频率。土壤、水源污染情况为决定检测频率的关键因素,如某一地区土壤或水源已知有较高重金属污染,相关农产品应增加检测频率,以避免污染物积累、超标。季节对农作物生长、污染物吸收有一定影响,检测频率应考虑不同季节对农产品的影响,雨季可能导致土壤重金属流失,夏季高温则可能加速作物吸收、转化,因此季节变化应为重要因素,重点考虑。不同重金属风险、积累方式不同,铅、汞、砷等金属长期积累后,会对人体造成较大危害,因此应适当增加此类重金属检测频率。
综上所述,农产品中的重金属污染已成为全球范围内亟待解决的问题,检测人员深入分析污染来源,选择合适的检测技术,有利于制定更有效的防控措施,保障农产品质量、食品安全。监测人员需持续加强重金属污染监控力度,推动农业产业可持续发展,随着检测技术不断发展、创新,农产品重金属检测工作将更精准、高效。
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