農(nóng)業(yè)金屬組學 現(xiàn)代分析技術深入?yún)⑴c農(nóng)業(yè)發(fā)展
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】近年來，“鎘大米”事件多次登上熱搜，在人們對糧食安全的重視程度再次提升的同時，土壤重金屬問題的存在感也在不斷加強。有研究數(shù)據(jù)顯示，全國83.9%的省份存在不同程度的農(nóng)田重金屬污染問題，每年被重金屬污染的糧食多達1200萬噸，受重金屬污染影響減產(chǎn)的糧食也超過1000萬噸。重金屬污染已經(jīng)成為威脅我國糧食安全的主要因素之一。
“民以食為天”，糧食安全是社會穩(wěn)定的重要保障。我國已經(jīng)采取多種措施治理土壤重金屬污染，同時相關研究也在不斷開展。目前針對土壤與農(nóng)產(chǎn)品中重金屬含量的檢測方法已經(jīng)較為成熟，而且不斷有新的簡單快速的重金屬檢測方法出現(xiàn)，在實驗室中常用的有電感耦合等離子體質(zhì)譜法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法、高效液相色譜-原子熒光光譜等。
但是對于農(nóng)田重金屬污染的研究不能僅局限于重金屬元素檢測方法上，更重要的是分析糧食作物吸收土壤重金屬的機制、重金屬元素在糧食作物體內(nèi)的存在形式以及對糧食作物產(chǎn)生的影響、以及不同糧食作物對重金屬元素吸收程度不同的原理等問題。這些問題是研發(fā)農(nóng)田重金屬污染防控技術的基礎。為此，農(nóng)作物體內(nèi)重金屬元素的檢測分析方法必須更為系統(tǒng)。
近日，我國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標準與檢測技術研究所的研究團隊在《農(nóng)業(yè)食品化學》(Journal of Agricultural and Food Chemistry)發(fā)表了一項研究成果，首次在國際上提出了“農(nóng)業(yè)金屬組學”這一概念。
農(nóng)業(yè)金屬組學的研究對象不僅是對作物以及人體健康有害的重金屬，還包括銅、鐵等生物生理活動必不可少的元素。通過研究這些金屬元素與農(nóng)作物的蛋白質(zhì)、基因、代謝物以及其他生物分子的相互作用，農(nóng)業(yè)金屬組學可以為食品安全、農(nóng)業(yè)種植、環(huán)境保護等多個領域提供支持。僅就食品安全角度來說，農(nóng)業(yè)金屬組學的研究成果可以用于重金屬檢測、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地溯源及風險監(jiān)測等。
農(nóng)業(yè)金屬組學也是各類現(xiàn)代分析技術為基礎的，尤其是金屬元素分析技術。主要有基于質(zhì)譜、光譜的多元素和同位素高靈敏分析技術；基于色譜、能譜以及高能射線的元素價態(tài)和形態(tài)分析技術；基于特殊進樣裝置的元素空間和微區(qū)分布分析技術等。這些技術不僅可以檢測金屬元素的種類與含量，還可以對元素的形態(tài)等進行表征，為后續(xù)研究提供支持。
農(nóng)產(chǎn)品重金屬污染問題的解決僅靠市場監(jiān)管是遠遠不夠的，在土壤重金屬污染暫時無法解決的情況下，只有通過農(nóng)田安全生產(chǎn)保障技術才能減小農(nóng)作物受重金屬污染的影響，包括篩選重金屬吸收和積累較少的作物品種、用農(nóng)藝措施降低作物對重金屬的吸收等。而農(nóng)業(yè)金屬組學可以為這些技術與方法的研發(fā)實施提供更有效的幫助。
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