農(nóng)科院解決重金屬快速檢測靈敏度差問題
【化工儀器網(wǎng) 科技前沿】近年來，“鎘大米”等糧食重金屬超標(biāo)事件頻發(fā)，重金屬污染已經(jīng)成為威脅我國農(nóng)業(yè)發(fā)展和糧食安全的重要因素。根據(jù)2014年環(huán)境保護(hù)部和國土資源部聯(lián)合發(fā)布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》，全國土壤重金屬總的超標(biāo)率為16.1%，耕地土壤點(diǎn)位超標(biāo)率為19.4%。土壤中的重金屬元素會在作物生長過程中富集到農(nóng)產(chǎn)品中，當(dāng)這些農(nóng)產(chǎn)品被食用，就會危害人類的健康。
重金屬進(jìn)入人體后很難被代謝，會在人體內(nèi)緩慢積累造成慢性危害。例如鎘在人體的生物半衰期為15-30年，主要損害腎臟、骨骼和消化系統(tǒng)；汞在體內(nèi)的生物半衰期為70天，在腦內(nèi)可達(dá)180-250天，會導(dǎo)致腦和神經(jīng)系統(tǒng)損傷。
隨著重金屬超標(biāo)事件不斷登上熱搜，重金屬污染問題已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注。解決土壤重金屬污染問題已經(jīng)刻不容緩。重金屬檢測是應(yīng)對重金屬污染不可缺少的技術(shù)，也是農(nóng)產(chǎn)品和飼料質(zhì)量安全的保障。開發(fā)重金屬快速檢測技術(shù)對市場監(jiān)管、環(huán)保、農(nóng)業(yè)等部門都有重要的意義。
目前，重金屬快速檢測技術(shù)的一個開發(fā)方向是利用紫外蒸氣發(fā)生技術(shù)進(jìn)行進(jìn)樣。紫外光誘導(dǎo)化學(xué)蒸氣發(fā)生(PVG)可將目標(biāo)分析物通過光化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為揮發(fā)物形態(tài)。其原理是利用小分子量有機(jī)物(如甲酸、乙酸、丙酸、丙二酸和乙醇等)在紫外光的作用下產(chǎn)生自由基，這些自由基再與相應(yīng)元素反應(yīng)生成揮發(fā)性物質(zhì)。紫外光誘導(dǎo)化學(xué)蒸氣發(fā)生具有進(jìn)樣效率高、方法簡單、綠色和抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，主要用于原子光譜的進(jìn)樣。
然而，紫外蒸氣發(fā)生存在分析靈敏度低的問題，制約了其在重金屬快速檢測技術(shù)中的應(yīng)用。這也成為上重金屬快速檢測技術(shù)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所“農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評估”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，首次將介質(zhì)阻擋放電預(yù)富集技術(shù)用于紫外蒸氣發(fā)生，有效解決了紫外蒸氣發(fā)生技術(shù)分析靈敏度差的難題。
與石英管、石墨爐、鎢絲等常用于提高原子光譜靈敏度的氣相富集技術(shù)相比，常溫常壓的介質(zhì)阻擋放電技術(shù)有效解決了裝置難以小型化且能耗大的問題，是重金屬快速檢測成為可能。研究團(tuán)隊(duì)以硒元素為研究對象，揭示了光化學(xué)發(fā)生(紫外蒸氣發(fā)生)過程中介質(zhì)阻擋放電氣相富集的原子/分子機(jī)理。填補(bǔ)了該領(lǐng)域的技術(shù)空白和理論基礎(chǔ)，并另辟了一個綠色、高效、靈敏檢測重金屬的新方向。相關(guān)研究成果作為封面文章發(fā)表在《分析化學(xué)》上。
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