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        土壤檢測需求激增 標準技術亟待完善——訪中國科學院南京土壤研究所土壤與環境分析測試中心主任唐昊冶&工程師龔華

        儀器信息網 2019/09/10 16:29:28 點擊 3300 次
        默克工藝
        [導讀] 我國土壤污染防治修復方興未艾,并將持續處于上升期。正如環境治理監測先行一樣,土壤污染修復市場的崛起帶動了土壤檢測行業的發展。

        大地,涵藏萬物、孕育生命,被譽為人類的母親。伴隨我國工業化的快速發展,“大地母親”不斷遭受著各種污染的傷害。近些年,沉默的土地在不斷的污染積累中開始事故頻發,“鎘大米”“癌癥村”“砷中毒”“血鉛超標”等土壤污染帶來的問題一次次沖擊著公眾的心理防線。土壤污染在危害人們健康的同時,也給地區經濟發展帶來重創,面對嚴峻的土壤污染現狀,土壤分析檢測作為開展土壤資源調查、土壤污染防治工作的基礎,發揮著越來越重要的作用。

          近期,儀器信息網特別采訪了中國科學院南京土壤研究所土壤與環境分析測試中心主任唐昊冶及工程師龔華,就我國土壤研究及土壤分析檢測領域現狀、土地資源和土壤污染治理領域的新動態以及分析儀器在土壤研究中的應用及前景等內容進行了深入的交流。

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          中國科學院南京土壤研究所土壤與環境分析測試中心主任 唐昊冶

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          中國科學院南京土壤研究所土壤與環境分析測試中心工程師 龔華

          中國科學院南京土壤研究所(以下簡稱:“南京土壤所”)建立于1952年,其歷史可追溯到建國前的中央研究院地質調查研究所土壤研究室。作為我國土壤研究領域的帶頭人,南京土壤所已建立起完善的土壤學科體系,也成為我國專門從事土壤科學的綜合性研究所。在中科院“率先行動”計劃研究所分類改革過程中,南京土壤所成為首批特色研究所試點單位。

          多年來,南京土壤所聚焦農業安全和土壤生態環境保護,堅持基礎研究和應用研發并舉,積極承擔國家重大科技任務并促進成果產出能力的提升。它旗下的土壤與環境分析測試中心是具有國家實驗室認可(CNAS)和計量認證(CMA)資質的綜合性檢驗檢測機構。作為研究所里的技術支撐部門,中心為各研究部、課題組提供堅實的數據基礎,同時也為各課題的前沿研究需求,提供完善的解決方案。此外,中心也開展了土壤、水、植物和空氣的理化分析,微量元素和重金屬元素分析,同位素分析,有機物殘留分析等相關檢測工作。

          土壤污染現狀 政策回應社會關切

          2014 年的《全國土壤污染狀況調查公報》顯示,全國土壤環境狀況總體不容樂觀,部分地區土壤污染較重,耕地土壤環境質量堪憂,工礦業廢棄地土壤環境問題突出,全國土壤總的點位超標率為16.1%,耕地超標點位為19.4%。總體來看,土壤污染的兩大來源分別是農業與工業:以耕地為例,其主要污染物就包括鎘、鎳、銅、砷、汞、鉛、滴滴涕和多環芳烴等;與農業污染相比,工業污染主要是鎘、砷、鉻、鉛等重金屬的超標,雖然污染面積相對較小但易富集、難去除、威脅更大、持續時間更長。

          近年來,數起土壤重金屬污染相關的事件被陸續曝光,比如河南省新鄉市的“鎘小麥”事件,該稻田周邊土壤的鎘含量竟為20.2mg/kg,已超過國家標準的67.3倍;湖南省衡東縣的“兒童血鉛超標”事件,卻是源于近在咫尺的重金屬污染企業等。

          土壤重金屬污染已成為影響社會穩定的重要因素和亟需解決的重大環境問題。不過令人欣慰的是,土壤環境保護工作正在受到越來越多的關注:2016年國務院印發《土壤污染防治行動計劃》(“土十條”),這一計劃的發布和實施可以說是土壤修復事業的一大里程碑;2018年由環保部起草的《中華人民共和國土壤污染防治法》頒布,這是我國首次制定專門的法律來規范土壤污染防治,該法律于2019年1月起施行。

          利好產業:土壤檢測行業發展迅猛

          我國土壤污染防治修復方興未艾,并將持續處于上升期。正如環境治理監測先行一樣,土壤污染修復市場的崛起帶動了土壤檢測行業的發展。唐昊冶表示,隨著“土十條”的深入推進實施,國家對于土壤環境質量調查的需求日益突出,相關檢測行業隨之蓬勃發展,土壤分析檢測行業受到了越來越多政府機構、企業、社會等各方的關注和投入。

          在政策利好的護航下,土壤檢測行業發展勢頭迅猛。然而目前我國的土壤檢測行業尚處于起步階段,還面臨很多的問題,比如土壤重金屬檢測相關標準的缺乏在一定程度上制約著行業的發展。

          基于此,唐昊冶提到,目前國家標準將土壤利用類型分為農用地和建設用地,其中農用地標準更多關注農產品的生產,涉及重金屬元素、有機物等指標。而建設用地的土壤標準更關注人體健康及人居環境,主要涉及揮發性有機物的指標。因此,土壤檢測相關標準也需針對土壤類型作出相應調整。

          “當前土壤分析檢測方法雖然較多,但是相關的標準卻比較缺乏。目前我國土壤重金屬分析相對應的國家標準均采用原子吸收分光光度計作為檢測儀器。原子吸收分光光度法是一種經典的無機元素含量的檢測方法,但此方法存在著分析干擾大,檢測效率低,檢出限受限等特點,不符合高效快速的發展趨勢。另外,目前土壤重金屬檢測國標所覆蓋的重金屬元素種類有限,不能完全滿足科研及社會需求。”龔華補充道。

          唐昊冶坦言,很多分析儀器最初并不是針對土壤領域研發的,比如有些儀器是針對材料分析而設計的,但隨著土壤檢測工作的深入開展,儀器抗復雜基體能力和成體系的解決方案將成為該領域未來關注的重點。

          此外,國際常用的方法中已采用電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)作為檢測儀器,其可靠性得以證實。“對比國內外土壤重金屬的檢測標準,可發現國內的現行國標還遠落后于發達國家,同時也未與國內分析技術的發展水平實現同步,所以迫切需要制定此類國家標準以適應科研及社會的需求”。龔華說道。

          為了更好地解決這些問題,推動土壤分析檢測行業健康良性發展,加速技術創新,中國土壤學會已正式批準設立“土壤分析技術委員會”。由南京土壤所主辦的 “第一屆全國土壤分析技術研討會”即將于11月27-29日在南京舉辦。研討會將圍繞“現代分析技術在土壤學研究與實踐中的應用”開展討論,并將首次聚集土壤學科以外相關專家以及政府、行業、企業代表與土壤研究者共同探討土壤領域分析技術及前沿應用發展;會上,土壤分析技術委員會將正式成立。“這一專門委員會的成立將為完善現行檢測標準,推動現代分析技術在土壤學研究中的應用與理論研究,促進行業發展與技術創新,起到重要的帶頭作用。”唐昊冶介紹說。

          分析儀器與土壤檢測行業共發展

          土壤與環境分析測試中心配備了珀金埃爾默公司(PerkinElmer)的電感耦合等離子體發射光譜儀(ICP-OES)、電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)等儀器設備。這些光譜和質譜儀器在分析測試中心承擔著非常繁重的檢測任務。

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          實驗室部分儀器掠影

          龔華表示,土壤分析中常會遇到高鹽基體樣品,而珀金埃爾默公司的ICP-OES的耐高鹽十字交叉霧化器可進飽和食鹽水,具有很好的耐高鹽和強酸的特性,幫助其很好地解決了土壤樣品的檢測難題,而即開即用的優點,又最大程度地提高了分析效率;同時NexION 2000 ICP-MS具有四級桿的碰撞反應池,在去除質譜干擾上具備技術上的優勢;四極桿反應池獨有的電子稀釋功能,實現了一個樣品中幾十種高低含量的元素一次性測量,減少了稀釋帶來的誤差,也很好地保護了ICP-MS的檢測器,同時該儀器具有優秀的掃描速率,可以很好地應用于納米顆粒、單細胞領域的前沿研究。

          談到對檢測儀器軟、硬件及技術服務的需求,唐昊冶表示,土壤樣品種類多、樣品間差異大、基體復雜、對儀器的抗干擾能力有著特殊的要求。“復雜的基體也會提高儀器的維護頻率和成本,希望儀器的維護步驟可以簡單易操作,最好能有模塊化的維護提醒,以利于新手操作。不僅如此,土壤與環境分析測試中心作為科研單位,希望儀器的軟硬件可以更加開放,以滿足一些深入研究的檢測需求。”他說道。

          此外,龔華提出,希望廠商在“前期服務”中給予用戶更多的配合和支持。他舉例說,就無機元素分析領域來說,珀金埃爾默的工程師做得很好,他們的光譜專家楊仁康老師一直致力開發土壤的快速消解和檢測方法,傳統的土壤消解需要4-5個小時,而珀金埃爾默的快速消解法可在一個小時左右完成,并將快速消解好的樣品,成功應用于他們的原子吸收、ICP和ICP-MS上檢測,既提高了工作效率,又很好地解決了傳統消解辦法本底不好控制的老大難問題。“他們能根據用戶的需求提供量身定制的解決方案,這樣的態度很值得贊揚。”

          后記:

          中國的環境問題并非一朝一夕而致,而且中國的土壤污染不同于國外,很多國外技術上的共性問題雖可以引進,但最終還是要經過消化、改造才能真正解決中國土壤污染特性的問題。

          近些年,我國針對土壤和地下水的分析檢測機構如雨后春筍般涌現,但許多檢測機構的團隊管理水平、環境分析技術能力等還未跟上需求,數據質量和分析效率沒有保證。采訪中,唐主任提到,土壤與環境分析測試中心的定位更在于為行業提供技術指導和培訓,幫助更多的地方檢測機構和第三方檢測平臺建設起來,從而更好地服務當地需求,推動行業做大做強。

          即將于11月舉行的第一屆全國土壤分析技術研討會以及新成立的土壤分析技術委員會,也都讓業界十分期待,這些專業平臺的建立,無疑將引領土壤分析檢測行業向著更健康良性的軌道發展。

          點擊了解:中國土壤學會土壤分析技術工作委員會成立大會暨第一屆全國土壤分析技術研討會(第二輪通知)

        采訪編輯:陳星羽

        撰稿編輯:萬鑫


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        編輯: 萬鑫
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        網友評論:
        最新評論:
        • 土壤污染問題 任重道遠啊
          09月16日 11:51:03
        • 學習了!!
          09月15日 16:07:25
        • 贊贊贊贊贊
          09月15日 07:52:40
        • 學習一下。
          09月14日 16:04:26
        • 關注土壤污染是國家大際
          09月13日 08:35:10

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