催化热解-金汞齐富集原子吸收光谱法测定土壤调理剂中汞

为了快速低成本测定土壤调理剂中痕量重金属汞,本研究基于催化热解-金汞齐富集原子吸收光谱法,建立了土壤调理剂中汞的固体直接进样快速测定方法,进行了系统性的方法学评价。根据多次测定空白值计算方法检出限为0.04μg/kg、定量限为0.13μg/kg(进样量0.1 g时),线性回归系数(R2)>0.995。通过实验室内和实验室间比对进行了方法精密度验证,其中实验室内日内和日间相对标准偏差(RSD)分别为2.0%~25.0%和3.6%~21.9%,5家实验室间测试结果的RSD为1.1%~8.8%。同时,通过不同样品的加标回收评价了方法正确度,加标回收率为96%~112%;并且与NY/T 1978-2010标准方法的测定结果进行了比对,相对误差在4.9%~14.4%。本方法具有操作简单、快速高效和绿色环保等特点,适合用于土壤调理剂中汞污染的快速监测。

土壤调理剂联合芽孢杆菌施用对水稻吸收镉砷的影响

矿区农田重金属污染严重影响生态环境质量和农产品安全,重金属污染治理修复研究是矿区农田土壤安全利用的前提.为探究不同土壤调理剂联合芽孢杆菌施用对矿区土壤镉(Cd)和砷(As)的修复效果,采用田间小区试验的方法,设置对照处理(CK)、单一/复合施用芽孢杆菌(J)以及两种土壤调理剂(氧化钙镁肥,D1;硅钙镁钾肥,D2)共8个处理(CK、J、D1、D2、J+D1、J+D2、D1+D2和J+D1+D2),分析不同处理对土壤化学性质、土壤有效态Cd和As含量、水稻产量以及水稻各部分Cd和As含量的影响.结果表明:①除菌剂外,单一/复合施用两种土壤调理剂能提高土壤pH,对比CK处理,其余处理组均能提高阳离子交换量(CEC)、有效磷(AvP)含量和有效硅(Si)含量.②单一/复合施用土壤调理剂和菌剂均同时降低了土壤有效态Cd和As含量,二者降幅分别为5.46%~47.53%和5.32%~25.49%,同时有效态Cd和As含量的降幅以D1+D2处理最大,D2处理次之,菌剂(J)单独施用的降幅最小.③D2、J+D1、J+D2、D1+D2和J+D1+D2这5种处理均能显著降低糙米和精米中Cd的含量,J处理和J+D1+D2处理均能显著降低精米As含量,达到《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762−2022)中的食品安全生产标准.④试验材料主要通过改变土壤pH、CEC和有效Si含量来影响土壤Cd和As的生物有效性,以及水稻对Cd和As的吸收和转运.研究显示,硅钙镁钾肥(D2处理)无论单施还是联合施用均能显著降低糙米Cd含量,达到《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762−2022)中的食品安全标准,但其对糙米As含量无显著影响,因此硅钙镁钾肥可为单一Cd污染土壤的水稻安全生产提供有效的解决途径.

单波长激发-能量色散X射线荧光光谱法测定土壤全量硅、铝、铁、钾、钠、钙、镁、锰、磷、钛、硫

土壤质量受农作物种植、气候变化和工业发展等因素的持续影响而不断变化。及时准确评估土壤质量对于合理利用土地资源以及确保农业粮食生产的安全至关重要。土壤质量的评估涉及多种无机元素含量的分析和检测。传统的分析方法包括全量硅、磷、硫、铝等多种元素,但这些方法通常需要较长的实验周期、复杂的样品前处理以及较高的成本。为了实现土壤中多种元素的高效检测,通过对样品粒度、取样量、压片压力和保压时间对测定结果的影响,建立了单波长激发-能量色散X射线荧光光谱法测定土壤全量硅、铝、铁、钾、钠、钙、镁、锰、磷、钛、硫元素的方法。结果显示,当样品粒度为0.150 mm(100目)、取样量为4.0 g、压力20 MPa,保压时间为60 s时,可实现最优检测。在最优检测条件下,各元素的方法检出限为3 mg/kg~0.10%,定量限为12 mg/kg~0.40%,且方法的正确度和精密度可靠。方法具有各类土壤类型的适应性,同时具备检测速度快、分析成本低、前处理简单、对土壤样品无损等特点,适用于实验室及现场快速检测。方法能够提高分析效率,降低人员间误差,提高样品分析通量,为土壤分析工作者提供一种可靠快速的分析方法。

西藏“一江两河”流域主栽品种青稞对土壤重金属的积累特性研究

农业环境重金属污染会带来潜在的食品安全风险,不同品种作物在重金属积累能力方面存在显著差异,因此,种植低积累品种作物可以一定程度降低农产品可食部分的重金属含量,从而降低由此带来的健康风险。青稞是西藏地区主要的农作物之一,其重金属污染问题不容忽视。首先建立了土壤和青稞植株中Hg、Cr、As、Pb、Cd等重金属的微波消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)方法;针对“一江两河”流域广泛种植的9个青稞品种,通过小区试验进一步研究了青稞不同品种、不同植株部位对重金属的积累特性。结果表明,不同品种青稞Hg的富集系数(BF)为0.0065~0.042,其中BF值最低为藏青17和藏青320;Cr的BF值为0.0224~0.081,最低的品种为藏青18和13-5171-7;As的BF值为0.002~0.0054,最低的品种为藏青2000(包衣)和13-5171-7;Pb的BF值为0.0001~0.0035,最低的品种为喜拉22和藏青320;Cd的BF值为0.0009~0.0281,最低的品种为藏青2000(未包衣)和藏青2000(包衣)。Hg、Cr和Cd的土壤-籽粒富集系数显著高于As和Pb,说明不同元素在青稞中富集能力存在差异;同时,青稞植株不同部位间的转运系数(TF)存在差异,茎-叶的TF值(0.224~3.668)远高于根-茎(0.180~1.564)和叶-籽粒(0.009~0.185)。当考虑土壤中Hg、Cr、As、Pb、Cd多种重金属复合污染时,聚类分析的结果表明,藏青320品种的茎、叶特别是籽粒的低积累特性较好。研究数据可为西藏“一江两河”流域单种或多种重金属污染情况下,“两低一高”青稞品种(籽粒和茎叶含量低、根部含量高)的筛选提供参考。

重金属镉在番茄及其害虫西花蓟马中的积累与传递

重金属镉(Cd)是农田土壤中的重要污染源,可在植物和植食性昆虫中积累与传递。本文采用水培法,研究了不同浓度的Cd在番茄Solanum lycopersicum不同组织和在其重要害虫西花蓟马Frankliniella occidentalis体内的积累量。结果表明,随着水培营养液中Cd浓度的增加,番茄植株的根、茎和叶中Cd含量呈增长趋势。根中Cd的积累量远高于茎和叶,当水培溶液中Cd含量为20 mg/L时,根、茎和叶中的积累量分别达19333.67±233.38、122.67±6.84和147.33±2.96 mg/Kg(干重)。随着Cd浓度的增加,番茄根、茎和叶的鲜重和干重均显著下降。西花蓟马取食Cd处理的番茄叶片后,体内Cd显著积累,最高达1.95±0.36 mg/Kg。同时,Cd积累量的提高进一步影响了以番茄叶片为食的西花蓟马的适合度,降低了其存活率。除对照外,番茄茎-叶的转移系数和叶片对Cd的富集系数均大于1,叶片表现出较强的富集能力。而在所有的试验浓度处理中,西花蓟马对Cd的富集系数和转移系数均小于1,表明Cd未在其体内产生生物放大作用。研究结果明确了Cd在番茄各组织及其害虫中的积累和传递水平,为揭示重金属在农业生态系统食物链中的富集效应提供了基础数据。

固体进样元素分析技术在农业领域的应用

重金属是农产品、农田土壤、肥料、饲料等农业样品中的重要污染物,传统的实验室分析方法需繁琐的前处理,耗时费力,无法满足重金属的快速检测需求。固体进样元素分析技术具有简化样品前处理、便捷、绿色、高效等优势,在农业领域中元素的快速检测分析中具有良好的应用前景。通过对固体进样元素分析技术,包括样品导入技术和电热蒸发、电感加热、激光烧蚀、X射线荧光光谱、激光诱导击穿光谱等固体进样分析系统进行综述,并对这些技术在农业领域中的应用做了进一步的梳理。固体进样分析技术已在农业样品中元素的快速检测、现场监测、风险评估等工作中发挥着举足轻重的作用,相信随着仪器研发、材料科学、机器学习等新兴技术的快速发展,其结构小巧、使用简单、分析迅速等优势将会充分发挥、为农业领域中质量安全监管提供一种更为有效、可靠的快速检测手段。

酶提取-单颗粒电感耦合等离子质谱法分析樱桃番茄纳米银颗粒及其吸收规律研究

为探究复合保鲜涂膜中AgNPs的迁移情况,采用酶提取的前处理方式,结合单颗粒电感耦合等离子体质谱(SP-ICP-MS)法,考察了前处理方式、驻留时间、校准方式以及Ag^(+)浓度等条件对AgNPs准确测定的影响。结果表明:0.1 g樱桃番茄样品在柠檬酸盐体系下使用0.2 g R-10离析酶可达到消解最适酶剂量;当驻留时间小于100μs时,测定结果有较好的积分条件以及较高的信背比;采用AgNP尺寸方式进行校准比单独用Ag^(+)标准溶液校准方式的颗粒尺寸测定结果更加准确。方法用来测定樱桃番茄中加标AgNPs颗粒回收率达到88.9%,粒径实测值为(47.8±0.3) nm,粒径检出限为13 nm,颗粒浓度检出限为7.5×10~4 particles/L。通过将樱桃番茄暴露于AgNPs涂膜中来探究AgNPs迁移行为,复合保鲜涂膜后的樱桃番茄通过三次洗涤后能够在表面去除大部分AgNPs,但仍有少量AgNPs穿过果表皮浸入果肉组织。方法灵敏度高,操作简单,能够为揭示AgNPs在农产品及农业生产中的风险提供可靠、准确的表征方法。

石墨炔基材料在重金属吸附与检测中的研究进展

重金属污染具有广泛性、长期性和隐蔽性等特点,会导致严重的生态安全、食品安全和人体健康问题。在环境重金属污染监测和治理中,碳纳米材料是最常用的高效富集材料之一。在诸多碳基纳米材料中,石墨炔是一种含有sp和sp 2杂化态的新型二维碳材料,其特有的炔键结构与金属离子有很强的相互作用,使得它在重金属研究领域有着广阔的应用前景。对石墨炔的合成技术以及石墨炔基材料在重金属吸附与检测中的研究和应用情况进行了综述,探讨了其与重金属离子之间相互作用的机制,并对其在重金属吸附和检测领域潜在的应用方向进行了展望。

固体进样元素分析技术在农产品质量安全中的应用

固体进样分析技术无需消解处理,可有效降低方法检出限(直接固体进样)、简化前处理、避免痕量元素损失,更加环保和安全,是农产品元素检测技术的重要分支,在现场、快速检测领域具有广阔的发展前景。本文简要概述了固体进样分析技术配套的样品制备和进样方式、样品导入和分析技术的研究现状,对样品均匀性和基体干扰等瓶颈问题进行了探讨;重点对直接固体进样和悬浮液进样方式,以及电热蒸发、激光烧蚀、样品直接插入、中子活化、X荧光等技术在农产品重金属和其它元素检测中的应用进行了综述。

用于樱桃番茄保鲜的纳米银复合膜材料研究与应用

纳米银(silver nanoparticles,AgNPs)及其他纳米颗粒因具有抑菌和阻隔特性,在果蔬保鲜中的应用越来越受到重视。为了开发高效的果蔬绿色保鲜涂膜,利用菊花提取物绿色合成了纳米银,并研究了其对交链孢霉菌的抑制性能。制备了AgNPs和壳聚糖(chitosan,CTS)的AgNPs-CTS复合涂膜,并考察了其对樱桃番茄保鲜的影响。结果发现,所合成AgNPs呈球形,尺寸小且分散良好,对交链孢霉菌具有良好的抑菌活性。樱桃番茄的保鲜试验表明,AgNPs-CTS涂膜的保鲜性能优于CTS组和空白组,贮藏15 d后AgNPs-CTS涂膜对保持樱桃番茄中较高的可溶性固形物、滴定酸和Vc含量具有积极作用,并能显著降低樱桃番茄的腐烂率和失重率。综上表明,该AgNPs合成方法可减少有毒化学试剂的使用,绿色环保,抑菌性能良好,其与壳聚糖复合成膜可应用于樱桃番茄的采后保鲜。研究结果可为绿色环保纳米银复合保鲜涂膜的开发及应用提供科学参考。

我国土壤普查技术标准体系现状与发展

2023年中央一号文件明确提出要加强耕地保护和用途管控,做好第三次全国土壤普查工作。为了满足土壤普查工作的需求,我国已经制定了基本完整的土壤普查标准体系,但是现有标准体系依然存在诸多问题。本文重点梳理了我国现行的土壤检测方法国家和行业标准,对土壤普查相关技术标准体系的分类、系统性、时效性以及技术性、适用性进行了深入分析和问题剖析,并为下一步标准体系的发展提出了系统性的对策建议,从而为更好地推动第三次全国土壤普查的内业工作提供参考。

土壤重金属快速检测技术研究进展

近年来,随着我国工农业的高速发展,尤其是无节制的矿藏开采、“三废”排放、汽车尾气以及农业化学投入品的滥用,重金属污染已成为我国当前最严重的环境污染问题之一,因此土壤重金属监测工作显得尤为重要。但是,目前的土壤重金属检测标准方法仍以实验室确证性分析为主,无法用于土壤重金属的现场、快速分析,从而难以从源头上及时、有效地对土壤重金属污染进行监测和预防,开发重金属快速检测设备和技术势在必行。从土壤样品的基质特点来看,固体进样分析是最可行的技术方案,主要包括电热蒸发(ETV)原子光谱、X射线荧光光谱(XRF)、激光烧蚀(LA)、激光诱导击穿光谱(LIBS)、X射线吸收光谱(XAS)、中子活化(INAA)等。上述固体进样分析技术均无需样品消解处理,高效、快捷,但是部分技术的检出能力和稳定性尚难以满足土壤质量标准的全部要求,如XRF、LA、LIBS,还有部分技术难以实现现场化,如LA、XAS、INAA等。因此,基于电热蒸发(ETV)固体进样的原子光谱分析技术在分析灵敏度、稳定性和小型化方面具有特殊的优势。ETV是利用电加热将样品中的待测元素以气溶胶的形式导入原子化器或激发源的技术,可实现土壤中常见重金属元素的快速、高效导入,技术简单、通用性强,适用于原子吸收、原子荧光、原子发射、无机质谱等多种检测系统。ETV常采用碳、金属、石英等材料,如石墨管、多孔碳管、钨丝、铼丝、石英管,其中利用高熔点金属的电磁感应电热蒸发技术具有无冷点、升/降温速度快、易于小型化的优势。但是,土壤样品基质复杂,基体干扰一直是困扰ETV技术应用的核心瓶颈问题。新型的气相富集(GPE)、介质阻挡放电(DBD)、基体改进及背景校正等技术,有望实现土壤基体干扰的有效消除。特别是GPE技术,在特异性捕获消除基体干扰的同时,还可以通过预富集提高仪器的分析灵敏度。通过上述技术的集成与创新,可以有效解决固体进样的分析灵敏度和基体干扰问题,这将为土壤重金属速测技术的研发提供新的思路,从而为土壤环境监测与治理工作提供有效的技术支撑。

从“镉大米”事件谈我国种植业产品重金属污染的来源与防控对策

本文以2013年湖南"镉大米"事件为例并结合农业部门多年农产品质量安全监测工作,从环境本底、环境污染、农业投入品、生物富集特性、农业生产和加工方式以及限量标准设置等方面分析了我国种植业产品重金属污染的来源,探讨了我国在重金属污染防控以及农产品质量安全管理方面的普遍问题,从立法和监管制度建设、风险监测与评估、标准与标准化、科技支撑等方面提出了综合性的政策建议。

发酵过程对橙皮渣中农药残留的影响

利用热带假丝酵母(Candida tropicalis)1254和宇佐美曲霉(Aspergillus usamii)对甜橙皮渣进行发酵处理,研究发酵过程对皮渣中16种农药残留含量的影响。结果显示:酵母和曲霉发酵处理对甜橙皮渣中百菌清和敌敌畏残留的降解最显著,降解率达到了72.87%～100%;除氧化乐果外,其他有机磷农药残留的降解率为27.95%～62.28%,显著高于对照,也高于相应处理中的三氯杀螨醇、腐零利和菊酯类农药残留的降解率。此外,酵母发酵处理对皮渣中农药残留降解的总体效果要好于曲霉处理。

加工过程对水果及其制品中农药残留的影响

综述了国内外加工过程对水果中农药残留的影响,着重讨论了原料前处理和灭菌,以及榨汁、澄清、过滤、干燥、发酵等对农药残留的影响及其控制措施,并对今后该领域的发展前景进行了展望,以期为水果制品生产中减少农药残留、保障消费者食品安全提供一定的参考。

介质阻挡放电在农业领域的应用研究进展

介质阻挡放电(DBD)是目前放电技术研究的焦点,具有简单、低廉、易控制、能耗少、用途广等特点,但在农业领域的应用尚处于起步阶段。本文结合近年来的研究成果,对DBD在农业育种、农产品加工与贮藏、农业工程、农业环境保护以及农产品质量安全等农业热点领域的研究进行论述,分析与探讨相关的技术要点和存在的问题,并对DBD技术在农业领域的应用前景进行展望。

重金属污染对土壤微生物及土壤酶活性影响的研究进展

土壤微生物是地球土壤的重要组成部分,其整体状态对地球物质循环与化学能量转换具有极其重要的生态学意义,是全球学者十分关注的土壤系统因子。现有研究结果显示,土壤微生物生物量与群落结构、基础呼吸、微生物商、CO2代谢商、营养物质矿化作用、土壤酶活性等都受到了重金属污染的影响。本文针对近年来该领域取得的一些新研究进展作一综述,目的在于对寻找可行的土壤重金属污染的环境监测指标研究有所裨益。

国内外粮食产品重金属污染监测对比与分析

粮食产品的重金属污染是我国重要的食品安全问题,对粮食重金属污染进行监测是开展风险评估、污染防控和保障食品安全的基础。本文介绍了发达国家在粮食产品重金属污染的监测计划、来源分析、监测过程质量管理与控制、数据库构建与应用等方面的先进经验,对比分析了我国存在的问题和差距,并为今后我国科学、合理地开展粮食产品重金属污染监测工作提供了相关对策与建议。

我国农产品分类现状分析与探讨——以种植业产品为例

本文以种植业产品为例论述了我国农产品质量安全管理中产品分类的相关概念,分析了综合性产品分类体系、专门性种植业产品分类标准以及产品标准中种植业产品分类要素等3个层次的农产品分类现状,针对性地从立法、产品列表、标准的规范、更新和清理等角度提出了政策建议。

美国粮油农产品质量分级研究与启示

美国作为世界上粮油农产品生产最发达的国家之一,以《谷物标准法》和《农业市场法》为基础形成了较为完善的粮油农产品质量分级法规体系,制定了20项33类主要粮油产品的官方分级标准及配套的分级程序和技术手册,构建了以农业部(USDA)联邦粮食检验服务局(FGIS)为主体、各产地办事处(Field Office)为终端的粮油农产品质量分级管理、执行和监督体系。对美国的粮油农产品分级制度和体系的分析与研究,将对中国的粮油农产品质量分级立法、行政管理、标准制定、认证认可、监督检验等方面提供一定参考。