不同土壤有效態(tài)鎘濃度研究

徐錚+李明陽+杜伯軒+張子祺

摘 要：本研究選取了3種南方水稻土樣本，通過測(cè)定不同重金屬污染土壤樣品的pH值和不同浸提劑提取到的有效態(tài)重金屬鎘濃度，對(duì)有效態(tài)重金屬鎘與土壤pH值和浸提劑的相關(guān)性進(jìn)行了初步研究。研究結(jié)果表明，土壤pH值與有效態(tài)鎘的提取量存在密切關(guān)系，不同提取劑對(duì)于土壤中重金屬鎘的提取量影響較大。

關(guān)鍵詞：土壤污染；pH值；浸提劑； 有效態(tài)鎘

1 研究方法及內(nèi)容

1.1 土壤測(cè)試樣品

本研究選取了三種現(xiàn)成的重金屬污染土壤樣品，分別為：1-江西貴溪水稻土；2-浙江長安水稻土；3-湖南湘潭水稻土。樣品經(jīng)風(fēng)干、磨細(xì)過2mm篩后備用。

1.2 土壤pH值測(cè)定

采用電位法測(cè)定土壤pH值。稱取過2mm篩風(fēng)干土壤10.00g，置入50ml離心管中，加入25ml蒸餾水，用玻璃棒攪拌1min，靜置30min待測(cè)。pH計(jì)（METTLER TOLEDO FE20機(jī)型）用pH7.00的緩沖溶液定位、pH4.00的緩沖溶液校準(zhǔn)斜率后將電極浸入制備好的待測(cè)液中，pH讀數(shù)穩(wěn)定后記錄讀數(shù)。三種土壤樣本的pH值測(cè)定結(jié)果如圖1所示：江西貴溪水稻土5.68，浙江長安水稻土7.69，湖南湘潭水稻土4.85。

1.3 土壤有效態(tài)鎘的提取

土壤重金屬有效性可用多種方法測(cè)定，如化學(xué)試劑浸提法、同位素稀釋法、快速生物法和解吸法等。單一浸提法測(cè)定土壤重金屬因其操作簡(jiǎn)便以及與植物吸收量的良好相關(guān)性受到重視[5-7]。單一浸提法的浸提劑主要分為弱（稀）酸類、絡(luò)合劑類和中性鹽類。稱量一定量的土壤，將浸提劑溶液加入土壤中并震蕩一定時(shí)間，離心后上清液中浸提出的重金屬即可代表土壤中有效態(tài)的重金屬。在本研究中，選用0.01mol/L CaCl2溶液、0.1mol/L HCl溶液、0.05mol/L EDTA溶液（pH=7）3種浸提液分別浸提3種土壤，為減少試驗(yàn)誤差，每種浸提液浸提每個(gè)土壤樣品時(shí)設(shè)置3個(gè)重復(fù)。稱取過2mm篩風(fēng)干土壤4.00g，置入50ml離心管中，加入浸提劑20ml；置于搖床上200r/min震蕩0.5h；4000r/min離心，5min后取上清液待測(cè)。

1.4 有效態(tài)鎘的測(cè)定

目前，測(cè)定有效態(tài)重金屬含量的主要方法有：原子熒光光譜法（AFS）、原子吸收分光光度法（AAS）、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES）、電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）[8]。本研究采用的是火焰原子吸光光度法，其工作原理是：利用空心陰極元素?zé)艄庠窗l(fā)出的特征輻射光，被火焰原子化器產(chǎn)生的樣品蒸氣中的待測(cè)元素基態(tài)原子所吸收，通過測(cè)定特征輻射光被吸收的大小，來計(jì)算出待測(cè)元素的含量。在本研究中，分別配制0、0.1、0.3、0.5、0.7、1、3、5 mg/L鎘的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，采用表1中的儀器操作參數(shù)測(cè)定鎘的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液在原子吸收光譜儀（美國，Varian Spectra 220FS）上的吸收值（A），制作濃度-吸收值標(biāo)準(zhǔn)曲線求得直線回歸方程（如圖2所示）。測(cè)定待測(cè)液的吸收值（A），代入回歸方程便可計(jì)算出待測(cè)液的鎘濃度。采用不同提取劑對(duì)三種土壤中有效態(tài)鎘的測(cè)定結(jié)果如圖3所示。

2 研究結(jié)果及結(jié)論

從圖3可以看出，同一土壤采用不同浸提劑測(cè)得的鎘濃度差異較大。就江西貴溪水稻土而言，采用CaCl2作浸提劑，鎘濃度為6mg/kg；采用HCl作浸提劑，鎘濃度高達(dá)28mg/kg；采用EDTA作浸提劑，鎘濃度為14.5mg/kg。就浙江常安水稻土而言，采用CaCl2作浸提劑，鎘濃度為0.2mg/kg；采用HCl作浸提劑，鎘濃度為7mg/kg左右；采用EDTA作浸提劑，鎘濃度為19mg/kg。就湖南湘潭水稻土而言，采用CaCl2作浸提劑，鎘濃度為0.25mg/kg；采用HCl作浸提劑，鎘濃度為0.6mg/kg左右；采用EDTA作浸提劑，鎘濃度為0.5mg/kg。

結(jié)合圖1三種土壤樣本的pH值測(cè)定結(jié)果，浙江常安水稻土的pH值最大（7.69），屬于堿性土壤，采用EDTA作浸提劑，測(cè)得的鉻濃度最高（19mg/kg）。而湖南湘潭水稻土的pH值最小（4.85），屬于酸性土壤，采用HCl作浸提劑，測(cè)得的鎘濃度最高（0.6mg/kg）。

根據(jù)以上測(cè)試結(jié)果，可以得到以下初步結(jié)論：（1）同一土壤中的有效態(tài)鎘濃度受浸提劑的影響較大。在本試驗(yàn)條件下，采用CaCl2作浸提劑，提取的有效態(tài)鎘效果最差。以往部分學(xué)者認(rèn)為提取的有效態(tài)重金屬濃度可較好表征土壤重金屬生物有效性的說法不夠準(zhǔn)確，還要受制于浸提劑的影響。但何種提取方法能最好表征土壤重金屬生物的有效性還有待進(jìn)一步研究。（2）土壤pH值與有效態(tài)鎘的提取量存在密切關(guān)系，但不是簡(jiǎn)單的正相關(guān)或負(fù)相關(guān)關(guān)系。浸提劑類型不同，有效態(tài)鎘濃度的變化趨勢(shì)不同。在本試驗(yàn)條件下，EDTA浸提劑在堿性土壤中提取的有效態(tài)鎘濃度更大，HCl浸提劑在酸性土壤中提取的有效態(tài)鎘濃度更大。

參考文獻(xiàn)

[1]何鵬.土壤污染現(xiàn)狀危害及治理[J].吉林蔬菜，2012，9：55-56.

[2]范龍龍.淺議我國土壤污染的危害及防治[J].中國化工貿(mào)易，2012（5）：292-292.

[3]吳君蓮，杜燃利.試論我國土壤污染的現(xiàn)狀及防治對(duì)策[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2016，14：127-128.