不同土壤有效態鎘濃度研究

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重金屬鎘濃度，對有效態重金屬鎘與土壤pH值和浸提劑的相關性進行了初步研究。研究結果表明，土壤pH值與有效態鎘的提取量存在密切關系，不同提取劑對于土壤中重金屬鎘的提取量影響較大。

關鍵詞：土壤污染；pH值；浸提劑； 有效態鎘

1 研究方法及內容

1.1 土壤測試樣品

本研究選取了三種現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。樣品經風干、磨細過2mm篩后備用。

1.2 土壤pH值測定

采用電位法測定土壤pH值。稱取過2mm篩風干土壤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。pH計（METTLER TOLEDO FE20機型）用pH7.00的緩沖溶液定位、pH4.00的緩沖溶液校準斜率后將電極浸入制備好的待測液中，pH讀數穩定后記錄讀數。三種土壤樣本的pH值測定結果如圖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 土壤有效態鎘的提取

土壤重金屬有效性可用多種方法測定，如化學試劑浸提法、同位素稀釋法、快速生物法和解吸法等。單一浸提法測定土壤重金屬因其操作簡便以及與植物吸收量的良好相關性受到重視[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，為減少試驗誤差，每種浸提液浸提每個土壤樣品時設置3個重復。稱取過2mm篩風干土壤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。

1.4 有效態鎘的測定

目前，測定有效態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射光譜法（ICP-AES）、電感耦合等離子體質譜法（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：利用空心陰極元素燈光源發出的特征輻射光，被火焰原子化器產生的樣品蒸氣中的待測元素基態原子所吸收，通過測定特征輻射光被吸收的大小，來計算出待測元素的含量。在本研究中，分別配制0、0.1、0.3、0.5、0.7、1、3、5 mg/L鎘的系列標準溶液，采用表1中的儀器操作參數測定鎘的系列標準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-吸收值標準曲線求得直線回歸方程（如圖2所示）。測定待測液的吸收值（A），代入回歸方程便可計算出待測液的鎘濃度。采用不同提取劑對三種土壤中有效態鎘的測定結果如圖3所示。

2 研究結果及結論

從圖3可以看出，同一土壤采用不同浸提劑測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。

結合圖1三種土壤樣本的pH值測定結果，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，測得的鎘濃度最高（0.6mg/kg）。

根據以上測試結果，可以得到以下初步結論：（1）同一土壤中的有效態鎘濃度受浸提劑的影響較大。在本試驗條件下，采用CaCl2作浸提劑，提取的有效態鎘效果最差。以往部分學者認為提取的有效態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一步研究。（2）土壤pH值與有效態鎘的提取量存在密切關系，但不是簡單的正相關或負相關關系。浸提劑類型不同，有效態鎘濃度的變化趨勢不同。在本試驗條件下，EDTA浸提劑在堿性土壤中提取的有效態鎘濃度更大，HCl浸提劑在酸性土壤中提取的有效態鎘濃度更大。

參考文獻

[1]何鵬.土壤污染現狀危害及治理[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].中國化工貿易，2012（5）：292-292.

[3]吳君蓮，杜燃利.試論我國土壤污染的現狀及防治對策[J].中國新技術新產品，2016，14：127-128.