土壤中重金屬可交換態(tài)分析方法的研究.pdf

1、土壤重金屬污染已經(jīng)成為全球廣泛關(guān)注的重要問題。重金屬在土壤中具有積累性和遷移性，直接或間接的危害生態(tài)環(huán)境以及人類的健康。土壤中重金屬總量包含土壤本身所固有的本底值和外部環(huán)境進入的重金屬含量。土壤重金屬含量是評價土壤重金屬污染程度和土壤重金屬生物有效性的前提，但國內(nèi)外大量的研究結(jié)果表明，僅以土壤重金屬總量并不能很好的預測評估重金屬污染程度和土壤重金屬生物有效性。對環(huán)境可產(chǎn)生潛在危害，或者能被生物吸收利用的僅僅是水溶性和理化性質(zhì)較活潑的那部

2、分重金屬，即與土壤中可交換態(tài)極為相近的部分。本文通過不同提取方法研究重金屬可交換態(tài)，通過分析各類提取方法的特點，評價其應用上的優(yōu)勢和局限性，為土壤重金屬污染的研究提供參考。 本文選取濟南市潘家莊褐土和北康爾莊棕壤兩種土壤樣品為研究對象，采用微波消解法和BCR連續(xù)化學萃取法對兩種土壤中重金屬的總量和化學形態(tài)進行了分析，對影響土壤中可交換形態(tài)重金屬提取率的影響因素進行了系統(tǒng)研究。 1．由土壤重金屬總量的測定結(jié)果表明，兩種類型

3、土壤中重金屬總量分布情況比較接近，潘家莊褐土中各重金屬含量高低為：Fe>As>Mn>zn>Pb>Cr>Ni>Cu>Co>Cd，北康爾莊棕壤中重金屬含量高低為：Fe>Mn>As>Zn>Pb>Cr>Ni>Cu>Co>Cd。 2．由褐土和棕壤中重金屬形態(tài)分析結(jié)果表明，兩種類型土壤中各重金屬形態(tài)分布存在較大差異：其中元素Cu、Mn和Pb在褐土中以潛在可利用的提取態(tài)為主；而在棕壤中殘渣態(tài)為主；同時兩種土壤中各重金屬元素的形態(tài)分布也存在類似

4、的分布規(guī)律：元素Zn在褐土和棕壤中均以潛在可利用的提取態(tài)為主，元素Fe、Cd、Co、Ni、As和Cr在褐土和棕壤中均以殘渣態(tài)為主。 3．根據(jù)提取時間對土壤重金屬提取率實驗結(jié)果的分析，一般情況下，可以選擇2h作為土壤重金屬可交換形態(tài)的提取時間。 4．根據(jù)不同pH的提取劑實驗結(jié)果分析，可選擇pH=2作為土壤可交換形態(tài)重金屬提取的臨界pH值，即提取溶液的pH要滿足pH≥2。 5．通過不同類型提取劑對土壤中可交換形態(tài)重金

5、屬提取效果的對比實驗，得出各重金屬元素的最佳提取試劑如下： 元素Cu：褐土中亦采用2．0mol/L的MgCl2溶液，棕壤中亦采用1．0mol/L的NaAc溶液； 元素Zn：褐土中亦采用1．0mol/L的NH4NO3溶液，棕壤中亦采用0．1mol/L的MgCl2溶液； 元素Fe：褐土和棕壤中均亦采用去離子水； 元素Mn：褐土和棕壤中均亦采用0．5mol/L的MgCl2溶液； 元素Cd：褐土中亦采用0

6、．01mol/L的HCl溶液，棕壤中亦采用0．01mol/L的EDTA； 元素Co：褐土和棕壤中均亦采用0．01mol/L的EDTA； 元素Ni：褐土中亦采用0．01mol/L的EDTA，棕壤中亦采用0．1mol/L的（NH4）2C2O4緩沖溶液。 6．提取不同重金屬時的差異：不同種類的重金屬離子在土壤表面的吸附情況不同，相應地其解吸情況亦不相同。 7．金屬陽離子的競爭作用：對于元素Cd，金屬陽離子的競爭

7、順序為：Ca2+>Mg2+>Na+；對于元素Co，金屬陽離子的競爭順序為：Mg2+>Ca2+>Na+；對于元素Ni，金屬陽離子的競爭順序為：Ca2+>Mg2+>Na+。 8．陰離子的影響：對于元素Cd，陰離子的競爭順序為：Ac->NO3->C2O42-；對于元素Co，陰離子的競爭順序為：C2O42->NO3->Ac-；對于元素Ni，陰離子的競爭順序為：c2O42->Ac->NO3-。 9．離子強度的影響：一般情況下土壤中

8、可交換態(tài)重金屬的提取率與離子強度成正比，但還可能會因所提取的重金屬種類不同而成反比關(guān)系。 10．土壤類型的影響：一般情況下，若土壤的吸附能力強，則其解吸能力則會弱些；棕壤對Cd、Co、Ni的吸附能力都要略高于褐土；對于元素Cd和Ni來說，褐土中重金屬的解吸能力都要略高于棕壤；對于元素Co，采用金屬鹽和非金屬鹽作為提取劑時，褐土中Co的解吸能力要略高于棕壤，而采用酸、緩沖溶液和絡合試劑作為提取劑時，棕壤中Co的解吸能力略高于褐土。