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土壤重金属形态测定是评估重金属生物有效性和环境风险的关键步骤,通常通过化学连续提取法将重金属划分为不同结合形态。以下是详细的测定流程和方法:
1. 重金属形态分类
根据结合方式,重金属形态分为:
可交换态(F1):吸附于土壤颗粒表面,易被植物吸收。
碳酸盐结合态(F2):与碳酸盐矿物结合,pH降低时释放。
铁锰氧化物结合态(F3):与Fe/Mn氧化物或氢氧化物结合,还原条件下释放。
有机物及硫化物结合态(F4):与有机质或硫化物结合,氧化条件下释放。
残渣态(F5):存在于矿物晶格中,稳定且难迁移。
2. 常用测定方法
(1) Tessier连续提取法(经典方法)
(2) BCR改进连续提取法(欧盟标准,更简化)
3. 实验步骤
样品预处理:
采集土壤样品(避开表层杂质),风干后研磨过100目筛,混合均匀。
避免金属污染(使用玛瑙研钵、塑料工具)。
连续提取操作:
分步提取:按顺序依次进行各形态提取,每次离心(3000rpm,10min)后取上清液,用超纯水洗涤残渣3次。
消解残渣态:剩余残渣用混酸(HNO₃-HF-HClO₄)微波消解。
重金属浓度测定:
仪器:原子吸收光谱(AAS)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)或原子荧光光谱(AFS)。
校准:使用标准溶液绘制标准曲线,加标回收率控制在90%~110%。
4. 数据分析与风险评估
形态占比计算:
生物有效性评价:
活性态(F1+F2+F3):反映重金属迁移性和潜在毒性。
风险指数(RI):根据形态毒性权重加权计算(如可交换态权重z高)。
修复策略参考:
可交换态为主:淋洗、钝化(如磷酸盐、生物炭)。
残渣态为主:风险较低,可自然稳定。
5. 注意事项
避免交叉污染:各步骤容器需酸泡清洗,不同形态样品分开处理。
pH控制:提取剂pH需精确调节(如HOAc用NH₄OH调节)。
氧化/还原条件:铁锰氧化物提取时需严格控温,避免有机物分解。
质控要求:
空白实验:每批次样品设3个空白。
平行样:每组样品设3个平行,相对偏差<10%。
6. 参考标准
国内标准:
《土壤环境监测技术规范》(HJ/T 166-2004)
《土壤中重金属形态分析规程》(GB/T 25282-2010)
国际标准:
BCR协议(European Community Bureau of Reference)
ISO 11466:1995(土壤中重金属全量测定)
北京办事处:北京市海淀区中关村善缘街1号立方庭大厦2段925室
上海办事处:上海市闵行区申长路668号冠捷科技大厦2楼A12
武汉办事处:湖北省武汉市洪山区珞瑜路78号长江传媒大厦2003室
西安办事处:陕西省西安市雁塔区高新区科技路海星城市广场B座2003室
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