大地，涵藏萬(wàn)物、孕育生命，被譽(yù)為人類(lèi)的母親。伴隨我國(guó)工業(yè)化的快速發(fā)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(kāi)始事故頻發(fā)，“鎘大米”“癌癥村”“砷中毒”“血鉛超標(biāo)”等土壤污染帶來(lái)的問(wèn)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(shí)，也給地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)重創(chuàng)，面對(duì)嚴(yán)峻的土壤污染現(xiàn)狀，土壤分析檢測(cè)作為開(kāi)展土壤資源調(diào)查、土壤污染防治工作的基礎(chǔ)，發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

近期，91儀器信息網(wǎng)特別采訪了中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所土壤與環(huán)境分析測(cè)試中心主任唐昊冶及工程師龔華，就我國(guó)土壤研究及土壤分析檢測(cè)領(lǐng)域現(xiàn)狀、土地資源和土壤污染治理領(lǐng)域的新動(dòng)態(tài)以及分析儀器在土壤研究中的應(yīng)用及前景等內(nèi)容進(jìn)行了深入的交流。

中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所土壤與環(huán)境分析測(cè)試中心主任 唐昊冶

中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所土壤與環(huán)境分析測(cè)試中心工程師 龔華

中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所(以下簡(jiǎn)稱(chēng)：“南京土壤所”)建立于1952年，其歷史可追溯到建國(guó)前的中央研究院地質(zhì)調(diào)查研究所土壤研究室。作為我國(guó)土壤研究領(lǐng)域的帶頭人，南京土壤所已建立起完善的土壤學(xué)科體系，也成為我國(guó)專(zhuān)門(mén)從事土壤科學(xué)的綜合性研究所。在中科院“率先行動(dòng)”計(jì)劃研究所分類(lèi)改革過(guò)程中，南京土壤所成為首批特色研究所試點(diǎn)單位。

多年來(lái)，南京土壤所聚焦農(nóng)業(yè)安全和土壤生態(tài)環(huán)境保護(hù)，堅(jiān)持基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研發(fā)并舉，積極承擔(dān)國(guó)家重大科技任務(wù)并促進(jìn)成果產(chǎn)出能力的提升。它旗下的土壤與環(huán)境分析測(cè)試中心是具有國(guó)家實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可(CNAS)和計(jì)量認(rèn)證(CMA)資質(zhì)的綜合性檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)。作為研究所里的技術(shù)支撐部門(mén)，中心為各研究部、課題組提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，同時(shí)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(kāi)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(jī)物殘留分析等相關(guān)檢測(cè)工作。

土壤污染現(xiàn)狀 政策回應(yīng)社會(huì)關(guān)切

2014 年的《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》顯示，全國(guó)土壤環(huán)境狀況總體不容樂(lè)觀，部分地區(qū)土壤污染較重，耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂(yōu)，工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問(wèn)題突出，全國(guó)土壤總的點(diǎn)位超標(biāo)率為16.1%，耕地超標(biāo)點(diǎn)位為19.4%?？傮w來(lái)看，土壤污染的兩大來(lái)源分別是農(nóng)業(yè)與工業(yè)：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(huán)芳烴等;與農(nóng)業(yè)污染相比，工業(yè)污染主要是鎘、砷、鉻、鉛等重金屬的超標(biāo)，雖然污染面積相對(duì)較小但易富集、難去除、威脅更大、持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。

近年來(lái)，數(shù)起土壤重金屬污染相關(guān)的事件被陸續(xù)曝光，比如河南省新鄉(xiāng)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(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的67.3倍;湖南省衡東縣的“兒童血鉛超標(biāo)”事件，卻是源于近在咫尺的重金屬污染企業(yè)等。

土壤重金屬污染已成為影響社會(huì)穩(wěn)定的重要因素和亟需解決的重大環(huán)境問(wèn)題。不過(guò)令人欣慰的是，土壤環(huán)境保護(hù)工作正在受到越來(lái)越多的關(guān)注：2016年國(guó)務(wù)院印發(fā)《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》(“土十條”)，這一計(jì)劃的發(fā)布和實(shí)施可以說(shuō)是土壤修復(fù)事業(yè)的一大里程碑;2018年由環(huán)保部起草的《中華人民共和國(guó)土壤污染防治法》頒布，這是我國(guó)首次制定專(zhuān)門(mén)的法律來(lái)規(guī)范土壤污染防治，該法律于2019年1月起施行。

利好產(chǎn)業(yè)：土壤檢測(cè)行業(yè)發(fā)展迅猛

我國(guó)土壤污染防治修復(fù)方興未艾，并將持續(xù)處于上升期。正如環(huán)境治理監(jiān)測(cè)先行一樣，土壤污染修復(fù)市場(chǎng)的崛起帶動(dòng)了土壤檢測(cè)行業(yè)的發(fā)展。唐昊冶表示，隨著“土十條”的深入推進(jìn)實(shí)施，國(guó)家對(duì)于土壤環(huán)境質(zhì)量調(diào)查的需求日益突出，相關(guān)檢測(cè)行業(yè)隨之蓬勃發(fā)展，土壤分析檢測(cè)行業(yè)受到了越來(lái)越多政府機(jī)構(gòu)、企業(yè)、社會(huì)等各方的關(guān)注和投入。

在政策利好的護(hù)航下，土壤檢測(cè)行業(yè)發(fā)展勢(shì)頭迅猛。然而目前我國(guó)的土壤檢測(cè)行業(yè)尚處于起步階段，還面臨很多的問(wèn)題，比如土壤重金屬檢測(cè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的缺乏在一定程度上制約著行業(yè)的發(fā)展。

基于此，唐昊冶提到，目前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將土壤利用類(lèi)型分為農(nóng)用地和建設(shè)用地，其中農(nóng)用地標(biāo)準(zhǔn)更多關(guān)注農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)，涉及重金屬元素、有機(jī)物等指標(biāo)。而建設(shè)用地的土壤標(biāo)準(zhǔn)更關(guān)注人體健康及人居環(huán)境，主要涉及揮發(fā)性有機(jī)物的指標(biāo)。因此，土壤檢測(cè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也需針對(duì)土壤類(lèi)型作出相應(yīng)調(diào)整。

“當(dāng)前土壤分析檢測(cè)方法雖然較多，但是相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)卻比較缺乏。目前我國(guó)土壤重金屬分析相對(duì)應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)均采用原子吸收分光光度計(jì)作為檢測(cè)儀器。原子吸收分光光度法是一種經(jīng)典的無(wú)機(jī)元素含量的檢測(cè)方法，但此方法存在著分析干擾大，檢測(cè)效率低，檢出限受限等特點(diǎn)，不符合高效快速的發(fā)展趨勢(shì)。另外，目前土壤重金屬檢測(cè)國(guó)標(biāo)所覆蓋的重金屬元素種類(lèi)有限，不能完全滿(mǎn)足科研及社會(huì)需求?！饼徣A補(bǔ)充道。

唐昊冶坦言，很多分析儀器最初并不是針對(duì)土壤領(lǐng)域研發(fā)的，比如有些儀器是針對(duì)材料分析而設(shè)計(jì)的，但隨著土壤檢測(cè)工作的深入開(kāi)展，儀器抗復(fù)雜基體能力和成體系的解決方案將成為該領(lǐng)域未來(lái)關(guān)注的重點(diǎn)。

此外，國(guó)際常用的方法中已采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)作為檢測(cè)儀器，其可靠性得以證實(shí)?！皩?duì)比國(guó)內(nèi)外土壤重金屬的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，可發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)的現(xiàn)行國(guó)標(biāo)還遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，同時(shí)也未與國(guó)內(nèi)分析技術(shù)的發(fā)展水平實(shí)現(xiàn)同步，所以迫切需要制定此類(lèi)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以適應(yīng)科研及社會(huì)的需求”。龔華說(shuō)道。

為了更好地解決這些問(wèn)題，推動(dòng)土壤分析檢測(cè)行業(yè)健康良性發(fā)展，加速技術(shù)創(chuàng)新，中國(guó)土壤學(xué)會(huì)已正式批準(zhǔn)設(shè)立“土壤分析技術(shù)委員會(huì)”。由南京土壤所主辦的 “第一屆全國(guó)土壤分析技術(shù)研討會(huì)”即將于11月27-29日在南京舉辦。研討會(huì)將圍繞“現(xiàn)代分析技術(shù)在土壤學(xué)研究與實(shí)踐中的應(yīng)用”開(kāi)展討論，并將首次聚集土壤學(xué)科以外相關(guān)專(zhuān)家以及政府、行業(yè)、企業(yè)代表與土壤研究者共同探討土壤領(lǐng)域分析技術(shù)及前沿應(yīng)用發(fā)展;會(huì)上，土壤分析技術(shù)委員會(huì)將正式成立?！斑@一專(zhuān)門(mén)委員會(huì)的成立將為完善現(xiàn)行檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)現(xiàn)代分析技術(shù)在土壤學(xué)研究中的應(yīng)用與理論研究，促進(jìn)行業(yè)發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新，起到重要的帶頭作用?！碧脐灰苯榻B說(shuō)。

分析儀器與土壤檢測(cè)行業(yè)共發(fā)展

土壤與環(huán)境分析測(cè)試中心配備了珀金埃爾默公司(PerkinElmer)的電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OES)、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)等儀器設(shè)備。這些光譜和質(zhì)譜儀器在分析測(cè)試中心承擔(dān)著非常繁重的檢測(cè)任務(wù)。

實(shí)驗(yàn)室部分儀器掠影

龔華表示，土壤分析中常會(huì)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(jìn)飽和食鹽水，具有很好的耐高鹽和強(qiáng)酸的特性，幫助其很好地解決了土壤樣品的檢測(cè)難題，而即開(kāi)即用的優(yōu)點(diǎn)，又最大程度地提高了分析效率;同時(shí)NexION 2000 ICP-MS具有四級(jí)桿的碰撞反應(yīng)池，在去除質(zhì)譜干擾上具備技術(shù)上的優(yōu)勢(shì);四極桿反應(yīng)池獨(dú)有的電子稀釋功能，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)樣品中幾十種高低含量的元素一次性測(cè)量，減少了稀釋帶來(lái)的誤差，也很好地保護(hù)了ICP-MS的檢測(cè)器，同時(shí)該儀器具有優(yōu)秀的掃描速率，可以很好地應(yīng)用于納米顆粒、單細(xì)胞領(lǐng)域的前沿研究。

談到對(duì)檢測(cè)儀器軟、硬件及技術(shù)服務(wù)的需求，唐昊冶表示，土壤樣品種類(lèi)多、樣品間差異大、基體復(fù)雜、對(duì)儀器的抗干擾能力有著特殊的要求?！皬?fù)雜的基體也會(huì)提高儀器的維護(hù)頻率和成本，希望儀器的維護(hù)步驟可以簡(jiǎn)單易操作，最好能有模塊化的維護(hù)提醒，以利于新手操作。不僅如此，土壤與環(huán)境分析測(cè)試中心作為科研單位，希望儀器的軟硬件可以更加開(kāi)放，以滿(mǎn)足一些深入研究的檢測(cè)需求?！彼f(shuō)道。

此外，龔華提出，希望廠商在“前期服務(wù)”中給予用戶(hù)更多的配合和支持。他舉例說(shuō)，就無(wú)機(jī)元素分析領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，珀金埃爾默的工程師做得很好，他們的光譜專(zhuān)家楊仁康老師一直致力開(kāi)發(fā)土壤的快速消解和檢測(cè)方法，傳統(tǒng)的土壤消解需要4-5個(gè)小時(shí)，而珀金埃爾默的快速消解法可在一個(gè)小時(shí)左右完成，并將快速消解好的樣品，成功應(yīng)用于他們的原子吸收、ICP和ICP-MS上檢測(cè)，既提高了工作效率，又很好地解決了傳統(tǒng)消解辦法本底不好控制的老大難問(wèn)題。“他們能根據(jù)用戶(hù)的需求提供量身定制的解決方案，這樣的態(tài)度很值得贊揚(yáng)。”

后記：

中國(guó)的環(huán)境問(wèn)題并非一朝一夕而致，而且中國(guó)的土壤污染不同于國(guó)外，很多國(guó)外技術(shù)上的共性問(wèn)題雖可以引進(jìn)，但最終還是要經(jīng)過(guò)消化、改造才能真正解決中國(guó)土壤污染特性的問(wèn)題。

近些年，我國(guó)針對(duì)土壤和地下水的分析檢測(cè)機(jī)構(gòu)如雨后春筍般涌現(xiàn)，但許多檢測(cè)機(jī)構(gòu)的團(tuán)隊(duì)管理水平、環(huán)境分析技術(shù)能力等還未跟上需求，數(shù)據(jù)質(zhì)量和分析效率沒(méi)有保證。采訪中，唐主任提到，土壤與環(huán)境分析測(cè)試中心的定位更在于為行業(yè)提供技術(shù)指導(dǎo)和培訓(xùn)，幫助更多的地方檢測(cè)機(jī)構(gòu)和第三方檢測(cè)平臺(tái)建設(shè)起來(lái)，從而更好地服務(wù)當(dāng)?shù)匦枨螅苿?dòng)行業(yè)做大做強(qiáng)。

即將于11月舉行的第一屆全國(guó)土壤分析技術(shù)研討會(huì)以及新成立的土壤分析技術(shù)委員會(huì)，也都讓業(yè)界十分期待，這些專(zhuān)業(yè)平臺(tái)的建立，無(wú)疑將引領(lǐng)土壤分析檢測(cè)行業(yè)向著更健康良性的軌道發(fā)展。

點(diǎn)擊了解：中國(guó)土壤學(xué)會(huì)土壤分析技術(shù)工作委員會(huì)成立大會(huì)暨第一屆全國(guó)土壤分析技術(shù)研討會(huì)(第二輪通知)

采訪編輯：陳星羽

撰稿編輯：萬(wàn)鑫