不同土壤有效态镉浓度研究

徐铮+李明阳+杜伯轩+张子祺

摘 要：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。

关键词：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。

1.4 有效态镉的测定

目前，测定有效态重金属含量的主要方法有：原子荧光光谱法（AFS）、原子吸收分光光度法（AAS）、电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）、电感耦合等离子体质谱法（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：利用空心阴极元素灯光源发出的特征辐射光，被火焰原子化器产生的样品蒸气中的待测元素基态原子所吸收，通过测定特征辐射光被吸收的大小，来计算出待测元素的含量。在本研究中，分别配制0、0.1、0.3、0.5、0.7、1、3、5 mg/L镉的系列标准溶液，采用表1中的仪器操作参数测定镉的系列标准溶液在原子吸收光谱仪（美国，Varian Spectra 220FS）上的吸收值（A），制作浓度-吸收值标准曲线求得直线回归方程（如图2所示）。测定待测液的吸收值（A），代入回归方程便可计算出待测液的镉浓度。采用不同提取剂对三种土壤中有效态镉的测定结果如图3所示。

2 研究结果及结论

从图3可以看出，同一土壤采用不同浸提剂测得的镉浓度差异较大。就江西贵溪水稻土而言，采用CaCl2作浸提劑，镉浓度为6mg/kg；采用HCl作浸提剂，镉浓度高达28mg/kg；采用EDTA作浸提剂，镉浓度为14.5mg/kg。就浙江常安水稻土而言，采用CaCl2作浸提剂，镉浓度为0.2mg/kg；采用HCl作浸提剂，镉浓度为7mg/kg左右；采用EDTA作浸提剂，镉浓度为19mg/kg。就湖南湘潭水稻土而言，采用CaCl2作浸提剂，镉浓度为0.25mg/kg；采用HCl作浸提剂，镉浓度为0.6mg/kg左右；采用EDTA作浸提剂，镉浓度为0.5mg/kg。

结合图1三种土壤样本的pH值测定结果，浙江常安水稻土的pH值最大（7.69），属于碱性土壤，采用EDTA作浸提剂，测得的铬浓度最高（19mg/kg）。而湖南湘潭水稻土的pH值最小（4.85），属于酸性土壤，采用HCl作浸提剂，测得的镉浓度最高（0.6mg/kg）。

根据以上测试结果，可以得到以下初步结论：（1）同一土壤中的有效态镉浓度受浸提剂的影响较大。在本试验条件下，采用CaCl2作浸提剂，提取的有效态镉效果最差。以往部分学者认为提取的有效态重金属浓度可较好表征土壤重金属生物有效性的说法不够准确，还要受制于浸提剂的影响。但何种提取方法能最好表征土壤重金属生物的有效性还有待进一步研究。（2）土壤pH值与有效态镉的提取量存在密切关系，但不是简单的正相关或负相关关系。浸提剂类型不同，有效态镉浓度的变化趋势不同。在本试验条件下，EDTA浸提剂在碱性土壤中提取的有效态镉浓度更大，HCl浸提剂在酸性土壤中提取的有效态镉浓度更大。

参考文献

[1]何鹏.土壤污染现状危害及治理[J].吉林蔬菜，2012，9：55-56.

[2]范龙龙.浅议我国土壤污染的危害及防治[J].中国化工贸易，2012（5）：292-292.

[3]吴君莲，杜燃利.试论我国土壤污染的现状及防治对策[J].中国新技术新产品，2016，14：127-128.