土壤中有效態(tài)重金屬的化學(xué)試劑提取法研究進展

許莉莉

（貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)中心實驗室，貴州 貴陽 550018）

近年來，隨著土壤中金屬元素的遷移積累，目前全量重金屬評價土壤污染已經(jīng)存在一些弊端，而主要以有效態(tài)作為污染的評價強度，更能夠很好的反應(yīng)土壤實際的污染情況。土壤有效態(tài)重金屬實際上是指土壤中能夠被植物吸收的重金屬，在污染中常被稱為可提取態(tài)。土壤中的有效態(tài)是一個動態(tài)平衡的，并不是由單一形態(tài)影響。很多研究學(xué)者對目前土壤有效態(tài)重金屬的提取進行分析均采用不同的提取劑，然而很多研究是在特定土壤條件下獲取的，很難適用于多種土壤類型的重金屬有效性的分析過程中，因此為能夠闡明不同土壤重金屬通用的提取劑在，本研究中建立了有效態(tài)的評價標準。

1 土壤中有效態(tài)重金屬提取劑

為進一步分析土壤中重金屬的活潑性，國內(nèi)研究學(xué)者對大量土壤重金屬有效態(tài)含量測定進行分析，目前化學(xué)提取是一種常用的方法，很多研究學(xué)者利用單一提取劑提取中金屬，將其作為土壤有效態(tài)金屬的重要參考，常用的提取劑包括稀酸、絡(luò)合劑以及緩沖溶液或者中性鹽溶液等。

2 影響土壤重金屬提取的因素分析

土壤重金屬的提取率是指在土壤中某種重金屬元素的百分率，提取性能主要受以下幾個因素影響：首先從重金屬的種類和分布形態(tài)來看，由于不同重金屬其性質(zhì)不同，存在的形態(tài)和性態(tài)，導(dǎo)致其提取率會存在差異。研究表明，EDTA在對重金屬進行提取過程中，容易受到重金屬形態(tài)分布及污染土壤重金屬的種類影響。利用統(tǒng)一提取劑對土壤中不同重金屬提取存在較大差別。其次，提取劑的類型，由于不同的提取劑在提取過程中的機制不同，對土壤重金屬的提取率存在較大差異。從提取劑濃度來看，研究表明，提取劑濃度越高，其具有較強的提取能力。從提取時間上來看，在整個提取時影響提取效率的關(guān)鍵因素是時間，如果提取時間較短，則無法充分提取提取物，且會使最終的提取結(jié)果較低；而如果提取時間較長時，無法實現(xiàn)重金屬提取量顯著增加，甚至還會把部分物質(zhì)溶于提取液中，進而影響測定結(jié)果。因此，在實驗設(shè)計中，需要通過預(yù)實驗設(shè)定恰當(dāng)?shù)奶崛r間。從土壤類型上來看，目前國內(nèi)外有關(guān)學(xué)者認為土壤的理化性質(zhì)對重金屬提取工藝會產(chǎn)生較大影響，如王鵬鑫等人的研究說明pH對于DTPA來說具有正相關(guān)性。而賀建軍等人的研究表明，在灰鈣土中進行重金屬提取，包括銅、鋅、鎘等時，與pH及碳酸鈣量呈現(xiàn)一定的相關(guān)性，這一結(jié)果也說明對不同的土壤類型，其提取率之間的關(guān)系存在不同規(guī)律性。

3 提取劑的特點分析

由于不同的有效態(tài)重金屬提取既有其相應(yīng)的適用范圍，對于不同土壤來說所提取的有效態(tài)金屬元素與吸收吻合度存在差異，甚至化學(xué)有效性重金屬與真正的生物有效性也不同。稀酸是一種較強的替換劑，主要應(yīng)用于酸性土壤中，由于其氫離子含量高。在土壤中一些非代換吸附態(tài)重金屬能夠被提取出來。近期研究報名所提取的金屬形態(tài)并不是真正的生物有效性重金屬。絡(luò)合劑對于土壤中有效態(tài)重金屬的作用力也是比較強的，能夠?qū)⑻妓猁}和部分有機結(jié)合態(tài)鐵錳氧化物中的重金屬提取出來，具有較強提取能力，然而與稀酸溶液存在差異，主要是由于絡(luò)合劑主要運用于堿性土壤提取。比如華寶榮等人表明，EDTA主要用于偏堿性山壤的重金屬提取中，特殊情況下可用于酸性土壤的重金屬提取，但由于重金屬含量有較高酸性污染，尤其對污染嚴重的樣品來說還需適當(dāng)提高絡(luò)合劑的使用量。對中性鹽溶液來說是一種弱替代劑，主要用于交換態(tài)和使用態(tài)的重金屬提取，具有較廣的適應(yīng)范圍，主要是由于中性鹽溶液能夠保持土壤的pH，因此能反映處于自然狀態(tài)下土壤中pH，重金屬的溶解力。如熊禮明等人研究表明，中性鹽提取率與土壤提取液PH具有一定的相關(guān)性，氯化鈣能用于更廣的適用范圍，可以進行鎘金屬的提取，同時也可作為不同性質(zhì)土壤重金屬的提取劑，因此對于重金屬提取來說，中性鹽具有良好的特點，能夠反映土壤重金屬的特點，便于進行提取結(jié)果的比較分析，然而其也存在一定的局限性，主要是由于中性鹽提取時交換態(tài)和使用態(tài)重金屬含量小，很容易導(dǎo)致在結(jié)果分析中存在難度，同時對于鹽類提取劑中不同重金屬含量高及背景值高，不利于進行分析結(jié)果。

4 土壤中重金屬提取劑的使用原則

通過對不同重金屬提取方法進行分析，能夠為有效態(tài)重金屬提取劑的合理選擇提供重要的參考。我們需要從影響因素，提取率，提取劑制以及不同土壤類型等多種因素進行分析，但對于選擇合適的有效態(tài)重金屬提取劑來說存在一定難度。要想成為有效態(tài)重金屬良好的提取劑，利用提取量能夠從一定程度上判斷其對于植物產(chǎn)生的影響，植物吸收重金屬是與其提取重金屬量存在一定相關(guān)性的。同時，在土壤中重金屬的有效性與土壤形態(tài)也有一定聯(lián)系，目前已經(jīng)學(xué)者認為提取劑對土壤產(chǎn)生的作用效果越小，則進一步說明土壤重金屬通用性是比較好的。之前的研究表明提取劑如果對土壤產(chǎn)生較大影響，對不同土壤金重金屬形態(tài)影響較大，無法反應(yīng)土壤的特性，不具有通用性。因此，在本研究中所提出的幾種提取方法都會對土壤產(chǎn)生較大影響，無法反映植物效應(yīng)，因此在未來進行有效態(tài)重金屬提取劑的選擇上，還需要進一步探究，能夠找到對土壤影響程度較小，且植物吸收量與提取量距有一定相關(guān)性的物質(zhì)。研究表明，去離子水對于土壤產(chǎn)生的影響較小，且不同土壤重金屬形態(tài)也是比較小的，幾乎接近其真實結(jié)果，同時在重慶很多縣中，已經(jīng)將土壤作為研究對象，結(jié)合盆栽結(jié)果進一步說明玉米和水稻在重金屬吸收量上是與土壤水溶態(tài)重金屬呈現(xiàn)正相關(guān)性的，因此這一結(jié)果也說明無論土壤中含有多少重金屬，其對于作物產(chǎn)生危害過程中，其有效強度是比較接近的。因此，利用去離子水提取土壤中的重金屬，能夠從一定程度上反映土壤之間的差異和具有一定的通用性。

5 結(jié)語

在本研究中，主要闡述了目前對于土壤中有效態(tài)重金屬化學(xué)世界體系法的相關(guān)分析，針對目前尋找對土壤影響程度較小，所提重金屬量和植物吸收量存在一定聯(lián)系的提取劑還需要研究學(xué)者進一步探討。