土壤中有效銅、鋅的測定及注意問題研究

涂欣欣 董福全

摘 要 土壤中有效銅、鋅元素的測定是土壤重金屬元素檢測中最為常見的一項內(nèi)容，本文對土壤重金屬有效態(tài)與檢測方法進行簡述，并重點對采用DTPA（二乙三胺五乙酸）浸提法測定土壤中有效銅、鋅元素的主要檢測技術(shù)進行分析，并提出了檢測過程的影響因素，為土壤中有效銅、鋅元素的測定工作提供參考。

關(guān)鍵詞 土壤;有效銅;有效鋅;測定

土壤重金屬超標(biāo)是我國土壤環(huán)境污染中最為顯著的一項污染，在重金屬超標(biāo)的土壤中生產(chǎn)的農(nóng)作物，諸如水稻、小麥、蔬菜等也存在著植物重金屬超標(biāo)的可能。對土壤環(huán)境進行有效監(jiān)測是判斷土壤重金屬污染情況的主要依據(jù)[1]。通過對原始土壤中重金屬元素的分析可知，銅、鉛和鋅等重金屬分布以其他形態(tài)為主。銅、鋅是土壤重金屬元素中最具代表性的兩種，對土壤重金屬有效態(tài)的準(zhǔn)確測定能夠為后期修復(fù)治理過程提供重要參考。

1土壤重金屬有效態(tài)與檢測分析

狹義上的重金屬形態(tài)指的是采用性質(zhì)不同的化學(xué)提取劑將土壤中的重金屬浸提出來，并按照浸提劑的類型劃分重金屬的形態(tài)。一般分為水溶及可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機物結(jié)合態(tài)以及殘渣態(tài)。因浸提劑系列和浸提方法的不同，上述分組方法也有變化。

當(dāng)前，檢測土壤重金屬有效態(tài)的方法主要有4種，即化學(xué)試劑浸提法、同位素稀釋法、快速生物法和解吸法等。除了化學(xué)浸提法以外，其他三種方法對表征土壤中重金屬有效態(tài)效果好，但是這些方法的操作復(fù)雜，設(shè)備費用高，技術(shù)內(nèi)容也需要進一步完善。因此，實際中多采用的是化學(xué)試劑浸提法[2]。

常規(guī)的化學(xué)試劑浸提方法可以細分為多種具體的內(nèi)容，比如酸提取、水提取、中性鹽提取等五種。這些提取方法的原理不盡相同，各種方法的提取效率和適用情況也差別較大，因此產(chǎn)生的差異也較大。但就目前已經(jīng)開展的土壤重金屬檢測工作而言，農(nóng)產(chǎn)品中重金屬含量與重金屬有效態(tài)之間的相關(guān)性較為顯著。

2有效態(tài)鋅、銅的測定

2.1 土壤有效鋅、銅的浸提

稱取重量為10.00g的待測樣品，放置于容量為150 mL具塞干燥三角瓶中，向三角瓶中滴入20.0 mL25℃的DTPA浸提劑，蓋緊三角瓶塞，并將其置于25℃的環(huán)境中，然后以振蕩頻率為180r/min將三角瓶振蕩2小時后轉(zhuǎn)入過濾。留存過濾液，并在48h內(nèi)完成測定工作[3]。

2.2 原子吸收分光光度法

如表1所示，配制標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。分別吸取適量的鋅、銅標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別置于100 mL的容量瓶，加入DTPA浸提劑將溶液稀釋至刻度，充分混勻。測定開始前，依據(jù)銅、鋅元素的性質(zhì)，按照測試儀器說明書，選擇適合檢測工作要求的測試波長、能量、流量比等相關(guān)的工作條件，使得儀器工作狀態(tài)達到最佳。

以采用DTPA浸提劑校正儀器零點，在原子吸收分光光度計上以乙炔一空氣火焰，對標(biāo)準(zhǔn)溶液中的鋅、銅元素分別進行測量。繪制出以濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)的鋅、銅標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。

標(biāo)準(zhǔn)工作曲線繪制的步驟相同，依次測定空白試液和試樣溶液中鋅、錳、鐵、銅的濃度。試樣溶液中測定元素的濃度較高時，可用DTPA浸提劑相應(yīng)稀釋，再上機測定。有時亦可根據(jù)儀器使用說明書，選擇靈敏度較低的共振線或旋轉(zhuǎn)燃燒器的角度進行測定，而不必稀釋。

2.3 等離子體發(fā)射光譜法

配制鋅、錳、鐵、銅的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列。吸取一定量的鋅、錳、鐵、銅標(biāo)準(zhǔn)溶液或標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液，置于同一組100 mL容量瓶中，用DTPA浸提劑稀釋至刻度，混勻。測定前，根據(jù)待測元素性質(zhì)，參照儀器使用說明書，對波長、射頻發(fā)生器頻率、功率、工作氣體流量、觀測高度、提升量、積分時間等儀器工作條件進行選擇，調(diào)整儀器至最佳工作狀態(tài)。

2.4 需要注意的影響因素

雖然采用DTPA能在一定程度上表征重金屬的生物有效性，但由于多種因素對生物提取劑的影響，使其很難對多種金屬的生物有效性準(zhǔn)確表征。影響重金屬生物有效性的因素包括土壤pH值、重金屬之間綜合作用、植物根際環(huán)境。

3結(jié)束語

農(nóng)作物對土壤中重金屬的吸收利用是一個非常復(fù)雜的生物化學(xué)過程，與重金屬的有效態(tài)密切相關(guān)。徹底說清土壤重金屬污染與農(nóng)產(chǎn)品累積的關(guān)系為時尚早，但重視對土壤重金屬有效態(tài)的監(jiān)測是一項重要的補充性工作。原子吸收分光光度法和等離子體發(fā)射光譜法是目前檢測土壤有效銅、鋅元素的重要方法，采用DTPA浸提劑檢測過程需要考慮的因素有土壤pH值、重金屬之間綜合作用、植物根際環(huán)境等。

參考文獻

[1] 張靜.測定土壤有效銅、鋅、鐵、錳采用DTPA與M3提取的比較實驗[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，32（3）：30-33.

[2] 金伯立.原子吸收光譜法測定土壤中銅、鉛、鋅、鉻、錳[J].環(huán)境污染與防治，1994（3）：42-43.

[3] 王美，李書田，馬義兵，等.長期不同施肥措施對土壤銅、鋅、鎘形態(tài)及生物有效性的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2014（8）：1500-1510.