土壤中重金屬元素形態(tài)分析方法及形態(tài)分布的影響因素

黃　萍

（曲靖市環(huán)境監(jiān)測站云南曲靖655000）

土壤中重金屬元素形態(tài)分析方法及形態(tài)分布的影響因素

黃萍

（曲靖市環(huán)境監(jiān)測站云南曲靖655000）

關(guān)于土壤中的重金屬污染物的形態(tài)研究的問題現(xiàn)在正慢慢變成我國科學(xué)家以及國外的科學(xué)家爭相研究的重點(diǎn)，可喜的是，在此項(xiàng)目研究的過程中，我們國家的研究進(jìn)程已經(jīng)取得了比較大的進(jìn)展，文章就此問題進(jìn)行相關(guān)闡述。

重金屬元素；形態(tài)分析方法；形態(tài)分布

1　單獨(dú)提取法

在土壤里面的重金屬生物的種類能夠用來判斷重金屬在一個(gè)小的生態(tài)系統(tǒng)中所帶來的毒性上面的危害，以及其對植物的作用效果。它包含了用物理和化學(xué)組成的驅(qū)動機(jī)制的解吸過程，和以生理學(xué)來作驅(qū)動機(jī)制的吸收過程。化學(xué)提取法如今被作為判斷重金屬生物的作用效果的代替方法被廣泛的使用。它的優(yōu)點(diǎn)是：操作方法簡單、提取時(shí)間明顯縮短，可以較直觀的體現(xiàn)出土壤的受污染程度，以此了解重金屬元素對農(nóng)作物危害程度的大小。這個(gè)過程中用到的提取劑主要是：稀酸或弱酸溶液、絡(luò)合劑、中性鹽溶液、緩沖溶液、復(fù)合提取劑。酸試劑一般用來評價(jià)估計(jì)在酸性土壤中，植物對重金屬元素的吸收程度。一般使用的酸溶液有：0.1 mol/L的HCl、0.01 mol/L、0.42 mol/L的HNO3、0.4 mol/L、0.6 mol/ L的HOA。一般使用的絡(luò)合劑有：0.05mol/L的EDTA、0.1mol/L的EDTA、0.005mol/L的DTPA、NTA。一般使用的中性鹽試劑是：0.1mol/L的NaNO3、1mol/L的NH4NO3、0.1mol/L的Ca(NO3)2、0.01、0.05 mol/L的CaCl2、0.125%的BaCl2、USEPA TCLP+1mol/L的NaOH、1 mol/L的HNO3+1 mol/L的NaOH。一般使用的緩沖試劑是0.5和1mol/L的NH4OAc/HOAc。單一提取劑提取有：軟化水、0.01mol/L的CaCl2、TCLP。

2　順序提取法

與單獨(dú)提取法比較起來，順序提取方法就要繁雜得多，且消耗的時(shí)間比單獨(dú)提取法長很多。但是，順序提取方法能夠拿來研究固態(tài)的礦物質(zhì)和有機(jī)相態(tài)的重金屬在地表的化學(xué)分配，此種方法是公認(rèn)用來判別土壤以及土壤中的沉淀物重金屬化學(xué)形態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。

要達(dá)到選擇性的對重金屬成分進(jìn)行萃取，一般需要用到化學(xué)性質(zhì)不同的提取劑進(jìn)行提取，這是一個(gè)復(fù)雜的過程，最少都需要三個(gè)步驟，最多的時(shí)候可能會需要8個(gè)步驟。我們在篩選提取劑，以及確定提取順序的時(shí)候，主要從以下幾方面考慮。（1）為了讓選出來的土壤有一定的區(qū)分度，要在確定試劑和順序的時(shí)候，讓其具有較高的選擇能力。（2）析出的微量元素要盡量避免出現(xiàn)沉淀和二次吸附的情況。（3）整個(gè)操作過程簡單。一般用到的提取劑有以下幾種。交換態(tài)重金屬元素提取劑：1 mol/L的Mg Cl2、1mol/L的NH4OAc、0.01mol/L的CaCl2、碳酸鹽結(jié)合態(tài)。重金屬元素提取劑：Na OAc、HOAc、緩沖溶液、0.05 mol/L的EDTA、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)。重金屬元素提取劑：0.04mol/L的NH2OH·HCl、草酸-草酸鹽、緩沖溶液、0.3 mol/L的Na2S2O4。Cd、Co、Cu、Ni、Pb、Zn、Fe、Mn等為檸檬酸提取的沉淀物。

3　土壤中重金屬形態(tài)分布的影響因素

3.1重金屬的總量

有關(guān)于金屬的分布形態(tài)，經(jīng)過很多的研究數(shù)據(jù)得出：重金屬總量會對其形態(tài)產(chǎn)生影響，許多研究發(fā)現(xiàn)重金屬總量影響其存在形態(tài)。研究得出，Cd、Cu、Pb、Ni等等的重金屬元素各形態(tài)的相對分布和它的總的量有關(guān)。一般情況下，土壤中重金屬形態(tài)分布遵循的規(guī)律為：交換態(tài)占到的比例比較低，殘?jiān)鼞B(tài)占到的比例比較高。另一種情況是，受到污染的土壤殘?jiān)鼞B(tài)重金屬的含量偏低，這種情況的出現(xiàn)源于外源的重金屬有利于被轉(zhuǎn)化為活性相對來說比較高的形態(tài)。殘?jiān)鼞B(tài)重金屬含量隨總量的上升有所減少，而交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化結(jié)合態(tài)、重金屬含量有所增加。經(jīng)過相關(guān)的研究得出：在沒有被污染的土壤里面，殘?jiān)鼱顟B(tài)的銅占到65%～85%的比例，有機(jī)結(jié)合態(tài)的銅占到30%的比例。

3.2土壤質(zhì)地

分析在受到了重金屬污染的土壤里面，重金屬會被首先吸附和固定于表面積較高。對重金屬吸附能力較大，這樣的土壤組成成分主要是氧化物、粘粒礦物、腐殖質(zhì)。一般分布在細(xì)小的顆粒里面，所以年度會比較高，一般情況下比砂粒高出很多。造成這樣的情況主要的原因是：土壤對于銅等金屬的吸附力的大小與其粘粒的數(shù)量有關(guān)，含有較多的粘粒的土質(zhì)結(jié)構(gòu)疏松，表面積大。這就是土壤具有吸附力的最重要的原因。并且其還受到黏粒半徑，離子電距離遠(yuǎn)近，黏粒與其所吸附陽離子之間相互作用的強(qiáng)度，產(chǎn)生不同。

3.3土壤陽離子交換量

土壤陽離子交換量指的是土壤膠體表面吸住的不同的陽離子的較高數(shù)量。（包含交換鹽基K+、Na+、Ca2+、Mg2+、交換酸）。土壤的外部帶有的負(fù)電荷的數(shù)量影響了土壤外部陽離子的交換多少。它的大小能夠用來判斷土壤保蓄能力高低。

4　結(jié)語

當(dāng)前，接受程度比較廣的是修正的Tessier提取法，BCR提取法不足的地方是它們受外界環(huán)境的影響都比較大，不能夠避開重金屬離子的二次吸附問題的出現(xiàn)。并且消耗的時(shí)間比較長。Tessier提取法一般需要18h，但是BCR分級提取法需要51h，根據(jù)目前得到的研究數(shù)據(jù)分析，BCR法可以比較好的用來判斷土壤中重金屬的形態(tài)分布情況。

[1]關(guān)天霞,何紅波,張旭東,白震,解宏圖.土壤中重金屬元素形態(tài)分析方法及形態(tài)分布的影響因素[J].土壤通報(bào),2011,02:503-512.