土壤中重金屬元素形態分析方法及形態分布的影響因素

黃　萍

（曲靖市環境監測站云南曲靖655000）

土壤中重金屬元素形態分析方法及形態分布的影響因素

黃萍

（曲靖市環境監測站云南曲靖655000）

關于土壤中的重金屬污染物的形態研究的問題現在正慢慢變成我國科學家以及國外的科學家爭相研究的重點，可喜的是，在此項目研究的過程中，我們國家的研究進程已經取得了比較大的進展，文章就此問題進行相關闡述。

重金屬元素；形態分析方法；形態分布

1　單獨提取法

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小的生態系統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組成的驅動機制的解吸過程，和以生理學來作驅動機制的吸收過程。化學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。它的優點是：操作方法簡單、提取時間明顯縮短，可以較直觀的體現出土壤的受污染程度，以此了解重金屬元素對農作物危害程度的大小。這個過程中用到的提取劑主要是：稀酸或弱酸溶液、絡合劑、中性鹽溶液、緩沖溶液、復合提取劑。酸試劑一般用來評價估計在酸性土壤中，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

與單獨提取法比較起來，順序提取方法就要繁雜得多，且消耗的時間比單獨提取法長很多。但是，順序提取方法能夠拿來研究固態的礦物質和有機相態的重金屬在地表的化學分配，此種方法是公認用來判別土壤以及土壤中的沉淀物重金屬化學形態的標準技術。

要達到選擇性的對重金屬成分進行萃取，一般需要用到化學性質不同的提取劑進行提取，這是一個復雜的過程，最少都需要三個步驟，最多的時候可能會需要8個步驟。我們在篩選提取劑，以及確定提取順序的時候，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分度，要在確定試劑和順序的時候，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沉淀和二次吸附的情況。（3）整個操作過程簡單。一般用到的提取劑有以下幾種。交換態重金屬元素提取劑：1 mol/L的Mg Cl2、1mol/L的NH4OAc、0.01mol/L的CaCl2、碳酸鹽結合態。重金屬元素提取劑：Na OAc、HOAc、緩沖溶液、0.05 mol/L的EDTA、鐵錳氧化物結合態。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　土壤中重金屬形態分布的影響因素

3.1重金屬的總量

有關于金屬的分布形態，經過很多的研究數據得出：重金屬總量會對其形態產生影響，許多研究發現重金屬總量影響其存在形態。研究得出，Cd、Cu、Pb、Ni等等的重金屬元素各形態的相對分布和它的總的量有關。一般情況下，土壤中重金屬形態分布遵循的規律為：交換態占到的比例比較低，殘渣態占到的比例比較高。另一種情況是，受到污染的土壤殘渣態重金屬的含量偏低，這種情況的出現源于外源的重金屬有利于被轉化為活性相對來說比較高的形態。殘渣態重金屬含量隨總量的上升有所減少，而交換態、碳酸鹽結合態、鐵錳氧化結合態、重金屬含量有所增加。經過相關的研究得出：在沒有被污染的土壤里面，殘渣狀態的銅占到65%～85%的比例，有機結合態的銅占到30%的比例。

3.2土壤質地

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。一般分布在細小的顆粒里面，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量有關，含有較多的粘粒的土質結構疏松，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，離子電距離遠近，黏粒與其所吸附陽離子之間相互作用的強度，產生不同。

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量。（包含交換鹽基K+、Na+、Ca2+、Mg2+、交換酸）。土壤的外部帶有的負電荷的數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　結語

當前，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。并且消耗的時間比較長。Tessier提取法一般需要18h，但是BCR分級提取法需要51h，根據目前得到的研究數據分析，BCR法可以比較好的用來判斷土壤中重金屬的形態分布情況。

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