模擬土壤中鎘遷移規律的研究

張先掌

椒江職業中專，浙江 臺州 318000

0 引言

鎘是繼汞、鉛之后污染環境的第三大重金屬污染物，對環境和人類的健康危害極大，被美國毒物管理委員會列為第六位危害人體健康的有毒物質。鎘在生活中應用廣泛，含鎘電池就是其中之一。當含鎘電池被扔棄在土壤中，鎘就會滲出進入土壤，并長期蓄積在土壤中。通過植物根系的吸收作用進入農作物，通過雨水沖刷后滲透到深層土壤中，隨地下水進入江河水源。然后通過各種途徑進入人體，引起慢性中毒，使腎功能衰退、導致骨質疏松等疾?。?］。據有關資料報道，全球的鎘污染有50％是來自廢舊電池的污染。

鎘是我國污染物排放總量控制的指標之一，也是土壤環境監測的重要項目。環境中的鎘常見的檢測方法有分光光度法［2-3］、原子吸收法［4-5］、動力學光度法［6-7］等。

1 實驗部分

1.1 實驗儀器與試劑

722S可見分光光度計（上海菁華科技儀器有限公司）。

鎘標準溶液：濃度為1.0mg/mL。稱取CdCl2·2H2O 2.0316g，用水溶解，轉入1L容量瓶，定容。實驗操作時將儲備液稀釋至1.0μg/mL的工作溶液。

羅丹明B：0.5g/L。稱取0.05g羅丹明B溶于水并定容至100mL容量瓶。

碘化鉀溶液：20％。稱取碘化鉀50g，用少量水溶解，再加入5g抗壞血酸，將溶液轉入250mL容量瓶，定容至刻度線，搖勻，貯于棕色瓶中，以防止碘離子被氧化。

聚乙烯醇（PVA-124）溶液：1％。稱取10g聚乙烯醇，用蒸餾水浸泡，溶脹后緩慢加熱，并攪拌0.5h，至聚乙烯醇完全溶解，繼續加熱，并攪拌5～7min，移入1L容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度。

實驗所用試劑均為分析純；實驗用水為二次蒸餾水。

1.2 實驗方法

于25mL比色管中，加入適量鎘標準溶液，然后依次加入1.0mol/L硫酸溶液2mL，0.5％EDTA-5％硫脲-5％檸檬酸三鈉混合溶液3mL，碘化鉀-抗壞血酸溶液6mL，混勻；加入1％PVA-124溶液5mL，搖勻；加入0.5g/L羅丹明B溶液1.5mL，輕輕搖勻；用水稀釋，搖勻；放置10min，以試劑空白作參比液，用1cm比色皿，在605nm波長處測定吸光度。

1.3 土壤環境模擬

取稻田土壤，干燥后粉碎過篩，除去大塊砂石后裝入一個長寬高為80×50×50cm塑料桶中，加水潤濕土壤。將含鎘廢電池放置于桶中心距土壤表面5cm處。

1.4 土壤樣品處理

取土壤適量，研缽中碾細，適量硫酸浸泡10min后，普通濾紙抽濾，用適量蒸餾水淋洗土壤樣品，抽濾，合并濾液，待測。

2 結果與討論

2.1 吸收光譜

按實驗方法測定吸收光譜。鎘-碘化鉀-羅丹明B配合物的最大吸收峰為605nm，而試劑空白的最大吸收峰為560nm，Δλ=45nm。具有較高的對比度。

2.2 介質酸度的影響

試驗結果表明，采用硫酸介質較好。當1.0mol/L硫酸用量為1.5～3.0mL時，吸光度最大且恒定。本文選擇硫酸溶液用量為2mL。

2.3 碘化鉀-抗壞血酸溶液用量

當碘化鉀-抗壞血酸溶液用量為5～7mL時，吸光度最大且恒定。實驗選用碘化鉀-抗壞血酸溶液6mL。

2.4 羅丹明B的用量

實驗結果表明，當羅丹明B用量大于2.0mL時，試劑空白的吸光度也隨之增加，而配合物的吸光度增加不明顯，實驗選用0.5g/L羅丹明B1.5mL。

2.5 聚乙烯醇（PVA-124）用量影響

實驗結果發現，PVA-124具有很好的増穩增敏作用，加入少量的PVA-124就能提高體系的吸光度值，當其用量大于6mL時，增敏作用不明顯，所以實驗確定1％PVA-124溶液的用量為6mL。

2.6 方法的線性范圍、精密度和檢出限

按實驗選擇的最佳條件和實驗方法繪制鎘的工作曲線。結果表明，鎘含量在0.1～3μg/mL范圍內符合比爾定律，線性回歸方程為A=0.0019+0.0154C（μg/mL），相關系數r=0.9982；對0.5μg/mL的樣品，連續測8次，計算其相對標準偏差為3.2％；方法的檢測限為0.05μg/mL。

2.7 樣品分析

含鎘電池放置15d后，對土壤樣品進行分析，沿桶長軸剖面，橫向縱向每隔10cm采樣，采樣點布置如圖1，樣品采集后，按1.4方法處理后進行分析，結果如圖1所示。原土樣也按1.4方法處理后進行分析，未檢出鎘。

圖1 采樣點分布圖

在密閉環境中，鎘在土壤中的遷移主要以濃度梯度擴散為主。由圖1可以看出，鎘的橫向遷移速率小于縱向擴散速率。6號采樣點的濃度高于2號，是由于橫向遷移和縱向遷移共同作用的結果。

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