土壤重金属有效态分析

土壤重金属全量和有效态的关系哎呀，咱们今天来聊聊这个话题，土壤重金属全量和有效态的关系。

我这人啊，就爱和大伙儿拉家常，今儿个也不例外。

咱们这土壤，就像是大地妈妈的脸，滋养着咱们世世代代的庄稼和百姓。

可就是这肥沃的土地，最近几年出了些小麻烦——重金属污染。

这不，前些日子跟老张头儿聊天，他说他们那边的稻子年年长得不错，可就是米里头重金属含量超标，让人吃了心里不得劲。

我这人爱琢磨，就问老张头儿：“老张，你这稻子里的重金属是从哪儿来的？”老张头儿瞪大了眼睛，回答我说：“哎呀，我哪知道啊，反正土壤里就有，也不知道怎么就跑到稻子里面去了。

”我听了这话，心里就不太踏实。

咱这土壤里的重金属，有全量和有效态之分，这俩玩意儿的关系，我还真得好好研究研究。

这不，我回到家，就开始查阅资料，翻翻论文，看看这俩家伙到底有啥区别。

要说这全量重金属，就像是藏在土壤里的“定时炸弹”，常年累月地放着，不爆炸就不算完。

而有效态重金属，就像是“流动的血液”，在土壤和作物之间来回穿梭，一旦超过了作物能承受的范围，那可就闹大了。

这天，我和老李头儿在田间地头碰上了，我就跟他聊聊这个事。

老李头儿是个种了大半辈子地的人，他对这重金属污染也有些看法：“哎，你说这重金属污染，咱农民也没办法啊，咱们辛辛苦苦种地，可别让人给坑了。

”我笑着对老李头儿说：“老李，你这说得对。

咱们农民就是靠土地吃饭的，得让土地恢复健康，才能保证咱们的粮食安全。

这土壤里的重金属全量和有效态，咱们得好好掌握，别让它们在咱们的土地上胡作非为。

”说着，我和老李头儿拿起工具，开始在地里测土壤。

这活儿虽然累，可我们俩心里都挺高兴的。

因为只有这样，咱们才能掌握土壤的真实情况，让土地恢复健康，让庄稼长得更好。

哎，这土壤重金属全量和有效态的关系，说起来简单，做起来可不容易。

咱们得好好保护这片土地，让它继续为咱们农民兄弟提供丰硕的果实。

这事儿，得靠咱们大家一起努力啊！。

土壤有效态铜、锌、铁、锰的测定DTPA浸提－原子吸收分光光度法1 方法提要用pH7.3的DTPA-TEA-CaCl2缓冲溶液作为浸提剂，螯合浸提出土壤中有效态锌、锰、铜、铁，用原子吸收分光光度法直接测定。

其中DTPA为螯合剂；氯化钙能防止石灰性土壤中游离碳酸钙的溶解，避免因碳酸钙所包蔽的锌、铁等元素释放而产生的影响；三乙醇胺作为缓冲剂，能使溶液pH保持7.3左右，对碳酸钙溶解也有抑止作用。

2 应用范围本方法适用于pH大于6的土壤中有效态铜、锌、铁、锰的测定，其他土壤也可参照使用。

3 主要仪器设备1）原子吸收分光光度计（包括铜、锌、铁、锰元素空心阴极灯）；2）酸度计；3）恒温往复式或旋转式振荡机，或普通振荡器及恒温室，满足180r/min±20r/min的振荡频率或达到相同效果；4）带盖塑料瓶：200 mL。

4 试剂4.1 DTPA浸提剂[c（DTPA）＝0.005mol·L-1，c（CaCl2）＝0.01mol·L-1，c（TEA）＝0.1mol·L-1，pH7.30]：称取1.967g二乙三胺五乙酸（DTPA），溶于14.92g（约13.3mL）三乙醇胺（TEA）和少量水中；再将1.47g氯化钙（CaCl2·2H2O）溶于水后，一并转入1L容量瓶中，加水至约950mL；在酸度计上用1：1盐酸溶液或1：1氨水调节pH至7.3，用水定容，贮于塑料瓶中。

此溶液可保存几个月，但用前需校准pH值。

4.2 铜标准贮备液[ρ（Cu）=1000μg·mL-1]：称取1.0000g金属铜（优级纯），溶解于20mL 1：1 硝酸溶液，移入1L容量瓶中，用水定容；或用硫酸铜配制：称取3.928g硫酸铜（CuSO4·5H2O，未风化），溶于水中，移入1L 容量瓶中，加5mL1：5硫酸溶液，稀释至刻度，混匀；4.3 铜标准溶液[ρ（Cu）=50μg·mL-1]：吸取铜标准贮备液5.00mL于100mL容量瓶中，用水定容；4.4 锌标准贮备液[ρ（Zn）=1000μg·mL-1]：称取1.0000g金属锌（优级纯），用40mL 1：2盐酸溶液溶解，移入1L容量瓶中，用水定容；或用硫酸锌配制：称取4.398g硫酸锌（ZnSO4·7H2O），溶于水中，移入1L容量瓶中，加5mL1：5硫酸溶液，稀释至刻度，混匀；4.5 锌标准溶液[ρ（Zn）=50μg·mL-1]：吸取锌标准贮备液5.00mL于100mL容量瓶中，用水定容；4.6 铁标准贮备液[ρ（Fe）=1000μg·mL-1]：称取1.0000g金属铁（优级纯），溶解于40mL 1：2盐酸溶液中（加热溶解），移入1L容量瓶中，用水定容；或用硫酸铁铵配制：称取8.634g硫酸铁铵[NH4Fe（SO4）2·12H2O]，溶于水，移入1L 容量瓶中，加10mL1：5硫酸溶液，稀释至刻度，混匀；4.7 铁标准溶液[ρ（Fe）=50μg·mL-1]：吸取铁标准贮备液5.00mL于100mL容量瓶中，用水定容，即为含50μg·mL-1铁标准溶液；4.8 锰标准贮备液[ρ（Mn）=1000μg·mL-1]：称取1.0000g金属锰（优级纯），用20mL 1：1硝酸溶液溶解，移入1L容量瓶中，用水定容；或用硫酸锰配制：称取2.749g已于4005o C～500o C灼烧至恒重的无水硫酸锰（MnSO4）溶于水中，移入1L容量瓶中，加5mL1：5硫酸溶液，稀释至刻度，混匀；4.9 锰标准溶液[ρ（Mn）=50μg·mL-1]：吸取锰标准贮备液5.00mL于100mL容量瓶中，用水定容。

不同区域土壤中重金属有效态含量及其影响因素的
开题报告
一、研究背景
随着工业化的进展和人类活动的增加，重金属污染成为了全球环境
保护的焦点。

重金属是指相对密度大于5的金属元素，如汞、铅、镉、
铬等，它们的存在和超标排放对土壤、水体、大气以及生物体造成了极
大的威胁。

土壤是重金属的主要存储介质和传递途径，其污染程度直接
关系到食品安全和生态环境的保护。

因此，探究重金属在不同区域土壤
中的分布特征及其影响因素对环境保护和人类健康具有重要的意义。

二、研究内容
本研究旨在以河南省为例，对不同区域土壤中重金属的有效态含量
进行调查研究，并探讨其影响因素。

具体研究内容如下：
1. 通过对不同类型土壤（耕地、林地、湿地等）样品的采集和分析，得出各区域土壤中重金属的有效态含量数据。

2. 分析土壤理化性质（PH值、有机质含量、离子交换能力等）对重金属有效态含量的影响，并探究不同土地利用方式、地形地貌、气候等
因素对重金属污染的影响。

3. 通过建立重金属含量与土壤理化性质的相关模型，预测不同情景
下重金属含量的变化趋势。

三、研究意义
通过本研究可以深入了解不同区域土壤中重金属含量的分布规律及
其影响因素，为制定科学的重金属污染防治措施提供依据。

同时，将研
究结果用于土壤修复、食品安全等领域，对保障生态环境和人民健康具
有重要的意义。

Vol. 38 No. l(Tol. 146)2021・79・2021年38卷第1期（总第146期）贵 州 地 质GUIZHOU GEOLOGY土壤中重金属有效态分析技术研究进展贾双琳1,李长安2（1.贵州省地质矿产中心实验室，贵州贵阳550018；2.黔南民族师范学院化学化工学院，贵州都匀558000）［摘要］土壤重金属有效态含量作为评价土壤污染程度的指标越来越被认可，为了更好地研究土壤中重金属有效态的分析测试方法,本文综述了近年来土壤中重金属有效态分析技术研究进展。

重点阐述了单步提取法、连续提取法，对单步提取法中中性盐、络合剂、酸溶液三类提取剂、 电感耦合等离子体等仪器分析方法进行综述。

建立有效、准确的土壤中重金属有效态的测试方 法，以及标准物质等方面的研究，将为土壤污染风险评估及土壤污染修复工作起到指导作用。

［关键词］土壤;重金属;分析技术;有效态［中图分类号］P595;S159-3 ［文献标识码］A ［文章编号］1000-5943（2021） -01-0079-06由于人类活动如污水灌溉、堆放垃圾、重金属冶炼工厂排放的废水、废渣，煤、石油等燃烧排放 的烟尘等，产生的重金属随大气沉降或降雨等被引入土壤中，造成土壤中重金属污染。

用重金属 有效态含量来评价土壤污染程度越来越被认可。

土壤中重金属形态不同，活性不同,其毒性和环境行为也不同（周卫红 等,2017）。

国际标准化组织规定重金属的生物有效性包 含三个部分即环境有效态、生物有效性重金属和 毒性生物有效性重金属。

在环境行业标准中，将 土壤中能够被植物根系吸收的元素称为有效态, 通常分析测试的量是指环境标准中定义的部分,且一定的提取剂所提取的量即为有效态量，这部 分通常是经过相关试验验证为有效的部分。

有效态在重金属污染研究中被称为可提取态o土壤中重金属有效态的研究,有助于人们认 识元素的地球化学过程，评价金属活动态的潜在 性和活动态引发的风险，土壤重金属有效态的数 据成为土壤污染风险评价的重要参数。

土壤重金属全量和有效态的关系好吧，今天咱们聊聊一个看似严肃却其实挺有趣的话题，那就是土壤里的重金属全量和有效态的关系。

别着急，听我慢慢说。

重金属这个词一听就有点吓人，其实它们就像个调皮的孩子，藏在土壤里，等着你去发现。

全量呢，就是说这些小家伙总共有多少，而有效态则是它们实际能被植物吸收的部分，简直就像是大海捞针，找到有效的可不容易。

嘿，想象一下，如果土壤是一座金矿，那全量就像是金矿里埋藏的金子，而有效态就是那些经过提炼，能让你在市场上发光发热的金条。

大家知道的，土壤里可不是单纯的沙子和泥巴，还有很多化学成分在打架。

重金属一旦进入土壤，哎呀，事情就复杂了。

想象一下，铅、镉、汞这些小伙伴们就像是个不速之客，悄悄溜进了你的花园。

这些家伙不但会让土壤的营养成分变得稀缺，还可能会影响植物的生长，甚至影响到我们吃到的食物。

说真的，你还敢放心大胆地吃那些蔬菜吗？所以，土壤的健康和我们自己的健康可是一根绳上的蚂蚱。

可问题来了，土壤里的重金属到底有多少呢？全量是个大概念，很多人觉得只要检测出重金属的总量就好。

可是，咱们可不能只看表面，得深入挖掘。

有时候重金属全量虽然很高，但有效态却很低，就像一个人长得很高，但内心却像个小朋友一样不成熟。

这就要求我们去了解，重金属在土壤里的行为方式，有些是“懒”得动的，有些则像个追求者，随时准备投入到植物的怀抱。

只有真正明白了这些，咱们才能找到合理的治理方法。

比如，某些土壤酸碱度高的地方，重金属可能会变得更容易被植物吸收。

而那些土壤肥沃、营养丰富的地方，重金属可能会被土壤颗粒锁住，根本无法“出门”。

就像一个孩子在家里玩得很开心，不愿意去学校一样。

所以，土壤的性质真的是一块大拼图，得拼凑出个完整的图案才能知道重金属的真实面貌。

再说说这些重金属对环境的影响，大家一定知道，有些地方因为工业污染，土壤已经被重金属搞得“千疮百孔”。

这种情况不但让植物生长困难，连带着也影响到周围的动物，甚至人类。

BCR法测定土壤有效态重金属含量（BCR 为欧洲共同体参考物机构( European Community Bureau of Reference) 的简称,是现在欧盟标准测量和测试机构(Standards Measurements and Testing Programme ,缩写为SM &T) 的前身。

）0. 水溶态称1.00g过0.25mm筛的土壤样品于100ml离心管内，按1：40固液比加入煮沸过的蒸馏水，振荡2小时，3000g离心20分钟。

1. 交换态（Exchangable fraction）称1.00g过0.25mm筛的土壤样品于100ml离心管内，按1：40固液比加入0.11 mol/L的醋酸(CH3OOH)，把管口塞紧密封。

然后放到往复振荡机上振荡16h。

离心分离，并收集醋酸提取液于塑料瓶中，待测其中的重金属含量。

往残渣中添加20mL的去离子水后振荡15min进行清洗，然后再用3000g的速度离心20分钟。

倒掉上清液，但不能倒掉任何固体残渣。

2. 铁锰态（Oxides Fe/Mn fraction）上述离心后的土壤样仍保留于离心管内，按1：40固液比加入0.5 mol/L的羟基盐酸（NH2OH•HCl）[用2 mol/L的HNO3调整pH值为1.5]进行第二步提取。

再放到往复振荡机上振荡16h，离心分离，并收集第二次提取液于塑料瓶中，待测重金属含量。

往残渣中添加20mL的去离子水后振荡15min进行清洗，然后再用3000g的速度离心20分钟。

倒掉上清液，但不能倒掉任何固体残渣。

3. 有机结合态（Organic matter and sulfidic fraction）分离后的土壤样保存于离心管内，先加入10ml 30％的过氧化氢（H2O2），于85℃的水浴锅中进行有机质消化；上述消化液将干时，就再加10ml 30％的过氧化氢继续消化，视样品不同直至加入的30％过氧化氢时没有冒气泡为止（全消化过程约2h）。

土壤中重金属砷、镉、铅、铬、汞有效态浸提剂的研究随着对土壤重金属元素研究的深入，以全量土壤重金属评价土壤污染在实际应用中已显露出不足之处，而以“有效态”作为评价污染的强度指标能更好地反映土壤实际污染状况及其对植物的危害，所以重金属有效态的研究愈加重要。

本文在对砷、镉、铅、铬、汞五种元素的地球化学性质和有效态分析技术的收集整理的基础上，采用三种较为常用的浸提剂盐酸、DTPA、氯化钙对安徽铜陵矿山地区，安徽长江流域重金属污染区，安徽皖南丘陵山区土壤中重金属有效态及其土壤上生长的禾本科草类植物与茶叶两类植物中重金属的含量进行相关性分析。

研究了三种浸提剂对黄棕壤、黄壤两种土壤中重金属有效态的提取效果；两种植物中重金属的含量与盐酸浸提剂提取的黄棕壤中重金属含量的相关性；三种浸提剂对酸碱度不同的黄棕壤中重金属有效态的提取效果；盐酸浸提剂在不同提取条件下对黄棕壤中重金属有效态Hg的提取效果；三种浸提剂对土壤中重金属镉、铅、铬、砷、汞五种元素的提取效果比较。

主要研究结果如下：1盐酸浸提剂适合酸性土壤中大多数重金属有效态元素的提取。

0.1mol/L盐酸浸提剂对酸性黄棕壤、黄壤中重金属有效态As、Hg、Cd、Pb 提取的量与其土壤上生长的禾本科草类植物中重金属含量均呈现显著相关性，特别是黄棕壤和黄壤中的重金属有效态Cd与黄棕壤中重金属有效态Pb与土壤上生长的禾本科草类植物中重金属含量的相关性达到极显著关系。

2氯化钙浸提剂对酸性黄棕壤、黄壤中的重金属有效态Cr的提取的量与其土壤上生长的禾本科草类植物均呈现显著相关性，特别是对黄棕壤的重金属有效态Cr的提取效果达到极显著关系。

说明氯化钙浸提剂适合对土壤中重金属有效态Cr的提取。

3浸提剂对土壤中各种重金属有效态的提取效果与其土壤上生长的植物种类有关：以盐酸、氯化钙为浸提剂分别对黄棕壤中重金属有效态的提取的量与其土壤上生长着的两类植物中重金属的含量的相关性研究，以0.1mol/L盐酸为浸提剂对黄棕壤中重金属有效态Hg、Cd的提取的量与两类植物这重金属的含量之间的相关性均是禾本科草类植物略大于茶叶，；而0.1mol/L盐酸浸提剂对土壤中提取的有效态Pb、As与氯化钙提取的Cr的量与茶叶植物中重金属的含量均呈现显著相关性，但这三种元素的提取效果均是茶叶的相关性要大于禾本科草类植物。

BCR法测定土壤有效态重金属含量（BCR 为欧洲共同体参考物机构( European Community Bureau of Reference) 的简称,是现在欧盟标准测量和测试机构(Standards Measurements and Testing Programme ,缩写为SM &T) 的前身。

）0. 水溶态称1.00g过0.25mm筛的土壤样品于100ml离心管内，按1：40固液比加入煮沸过的蒸馏水，振荡2小时，3000g离心20分钟。

1. 交换态（Exchangable fraction）称1.00g过0.25mm筛的土壤样品于100ml离心管内，按1：40固液比加入0.11 mol/L的醋酸(CH3OOH)，把管口塞紧密封。

然后放到往复振荡机上振荡16h。

离心分离，并收集醋酸提取液于塑料瓶中，待测其中的重金属含量。

往残渣中添加20mL的去离子水后振荡15min进行清洗，然后再用3000g的速度离心20分钟。

倒掉上清液，但不能倒掉任何固体残渣。

2. 铁锰态（Oxides Fe/Mn fraction）上述离心后的土壤样仍保留于离心管内，按1：40固液比加入0.5 mol/L的羟基盐酸（NH2OH•HCl）[用2 mol/L的HNO3调整pH值为1.5]进行第二步提取。

再放到往复振荡机上振荡16h，离心分离，并收集第二次提取液于塑料瓶中，待测重金属含量。

往残渣中添加20mL的去离子水后振荡15min进行清洗，然后再用3000g的速度离心20分钟。

倒掉上清液，但不能倒掉任何固体残渣。

3. 有机结合态（Organic matter and sulfidic fraction）分离后的土壤样保存于离心管内，先加入10ml 30％的过氧化氢（H2O2），于85℃的水浴锅中进行有机质消化；上述消化液将干时，就再加10ml 30％的过氧化氢继续消化，视样品不同直至加入的30％过氧化氢时没有冒气泡为止（全消化过程约2h）。

不同土壤有效态镉浓度研究本研究选取了3种南方水稻土样本，通过测定不同重金属污染土壤样品的pH值和不同浸提剂提取到的有效态重金属镉浓度，对有效态重金属镉与土壤pH 值和浸提剂的相关性进行了初步研究。

研究结果表明，土壤pH值与有效态镉的提取量存在密切关系，不同提取剂对于土壤中重金属镉的提取量影响较大。

标签：土壤污染；pH值；浸提剂；有效态镉1 研究方法及内容1.1 土壤测试样品本研究选取了三种现成的重金属污染土壤样品，分别为：1-江西贵溪水稻土；2-浙江长安水稻土；3-湖南湘潭水稻土。

样品经风干、磨细过2mm筛后备用。

1.2 土壤pH值测定采用电位法测定土壤pH值。

称取过2mm筛风干土壤10.00g，置入50ml离心管中，加入25ml蒸馏水，用玻璃棒搅拌1min，静置30min待测。

pH计（METTLER TOLEDO FE20机型）用pH7.00的缓冲溶液定位、pH4.00的缓冲溶液校准斜率后将电极浸入制备好的待测液中，pH读数稳定后记录读数。

三种土壤样本的pH值测定结果如图1所示：江西贵溪水稻土5.68，浙江长安水稻土7.69，湖南湘潭水稻土4.85。

1.3 土壤有效态镉的提取土壤重金属有效性可用多种方法测定，如化学试剂浸提法、同位素稀释法、快速生物法和解吸法等。

单一浸提法测定土壤重金属因其操作简便以及与植物吸收量的良好相关性受到重视[5-7]。

单一浸提法的浸提剂主要分为弱（稀）酸类、络合剂类和中性盐类。

称量一定量的土壤，将浸提剂溶液加入土壤中并震荡一定时间，离心后上清液中浸提出的重金属即可代表土壤中有效态的重金属。

在本研究中，选用0.01mol/L CaCl2溶液、0.1mol/L HCl溶液、0.05mol/L EDTA溶液（pH=7）3种浸提液分别浸提3种土壤，为减少试验误差，每种浸提液浸提每个土壤样品时设置3个重复。

称取过2mm筛风干土壤4.00g，置入50ml离心管中，加入浸提剂20ml；置于摇床上200r/min震荡0.5h；4000r/min离心，5min后取上清液待测。