一種土壤活性態砷、鉍、銻的檢測方法技術

土壤重金屬砷、鉍、銻對植物產生毒害作用，并通過食物鏈對人體健康造成威脅；現用檢測方法是測定土壤重金屬全量，檢測過程復雜，而且測定結果中很大一部分砷、鉍、銻不具備生物有效活性。土壤活性態砷、鉍、銻檢測方法分析出的土壤砷、鉍、銻，能最大限度反映土壤重金屬砷、鉍、銻與植物根系吸收之間關系，表征土壤重金屬污染狀態。土壤活性態砷、鉍、銻檢測采用超大土壤取樣量，二乙三胺五乙酸為螯合劑，氯化鈣中鈣離子為螯合浸提平衡劑，三乙醇胺作為緩沖劑，螯合浸提出土壤活性態砷、鉍、銻；用原子熒光光譜法，采用超低質量濃度標準曲線，保證土壤中超微量土壤活性態砷、鉍、銻的檢出。土壤活性態砷、鉍、銻含量的表示單位為μg/kg或10?3mg/kg。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于農業領域，專利代碼為A99；具體涉及土壤中易被植物根系吸收，并能進入農業生產收獲品中，影響農產品質量的土壤活性態砷、鉍、銻的分析檢測方法。
技術介紹
土壤重金屬主要包括鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）、鉛（Pb）、鉻（Cr）、銅（Cu）、鋅（Zn）、鎳（Ni）、硒（Se）、銻（Sb）、鉍（Bi）等重金屬元素；重金屬在土壤中的存在形態可分為五類，第一是存在于硅酸鹽、原生和次生礦物等土壤晶格中，是自然地質風化過程的結果，在自然界正常條件下不易釋放，能長期穩定在沉積物中，不易為植物吸收；其次是鐵錳氧化物結合態重金屬，是以礦物的外囊物和細粉散顆粒存在，活性的鐵錳氧化物比表面積大,吸附或共沉淀陰離子而成；第三是碳酸鹽結合態重金屬，是土壤中重金屬元素在碳酸鹽礦物上形成的共沉淀結合態；固定在土壤晶體中，或與土壤中其它物質結合成難溶狀態的重金屬不具備生物有效活性，不能被植物吸收而進入食物鏈；第四是有機結合態重金屬，它是土壤中各種有機物及礦物顆粒的包裹層等與土壤中重金屬螯合物，螯合程度決定了該重金屬是否能被植物吸收；第五種形態是土壤中可交換態重金屬，它是吸附在粘土表面、腐殖質及其它成分上的金屬，它對環境變化敏感,易于遷移轉化，能被植物吸收，最能反映土壤生物毒性。土壤中可交換態重金屬及有機結合態重金屬具有相當強的活動性和生物可利用性，重金屬能夠對植物產生毒害作用，引起株高度、主根長度、葉面積等一系列生理特征的改變，從而影響到植物生理生態過程、產量和品質；它們可以在生物體內積蓄，導致農作物中毒、減產、直至死亡，影響生態系統的安全性；最后通過食物鏈進入人體，直接對人體健康造成威脅；人體中過量的砷會干擾細胞的正常代謝，影響呼吸和氧化過程，使細胞發生病變，砷還會直接損傷小動脈和毛細血管壁，并作用于血管舒縮中樞，導致血管滲透性增加，引起血容量降低，加重臟器損害；鉍可累積在人體的腎臟，而引起慢性中毒；銻對人體及環境生物具有毒性作用，甚至被懷疑為致癌物，銻及其化合物已經被許多國家列為重點污染物，急性銻中毒可以造成皮膚黏膜、心臟、肝臟、肺及神經系統等多個組織器官的損害。在土壤中砷主要有三價和五價的無機砷；銻的化學形態有無機和有機的形式，無機形態化合價為為+3和+5，有機形態主要是化合價為+5的三甲基銻化合物；GB5749-2006生活飲用水衛生標準規定，砷濃度不得超過0.01mg/L，銻濃度不得超過0.005 mg/L；GB3838-2002地面水環境質量標準砷全量Ⅰ類～Ⅲ類≤0.05mg/L、Ⅳ～Ⅴ類水0.05～0.10mg/L；GB15618-2008土壤環境質量標準農田總砷二級標準值為20～45mg/kg，總銻二級標準值為10mg/kg。現用土壤重金屬砷、鉍、銻分析檢測方法是測定土壤中重金屬的全量，按照國家標準，土樣經硝酸-鹽酸-高氯酸消解后，在酸性介質中，試樣中砷、鉍、銻被硼氫化鉀（KBH4）或硼氫化鈉（NaBH4）還原成原子態砷、鉍、銻，由載氣（氬氣）帶入原子化器中，在特制砷、鉍、銻空心陰極燈照射下，基態砷、鉍、銻原子被激發至高能態，在去活化回到基態時，發射出特征波長的熒光，其熒光強度與砷、鉍、銻含量成正比，與標準系列比較定量；但是目前測定方法的土壤全砷、全鉍、全銻含量只有一部分能通過植物根系進入植物體內，其余部分是固定在土壤晶體中、或與土壤中其它物質結合成難溶狀態，不具備生物有效活性，因此測定結果不能代表土壤活性態砷、鉍、銻對植物吸收的影響狀態。本專利是在對秦嶺巴山區域土壤重金屬砷、鉍、銻全量、土壤活性態砷、鉍、銻與農產品重金屬砷、鉍、銻全量進行分析的基礎上，研究土壤重金屬全量、活性態含量與農業產出品中重金屬砷、鉍、銻全量的相關性，創建了“一種土壤活性態砷、鉍、銻的檢測方法”，該分析方法檢出的土壤活性態砷、鉍、銻含量能最大限度反映出土壤重金屬砷、鉍、銻與植物吸收之間的關系，表征土壤重金屬污染狀態；經檢索國內外相關文獻，未發現有與“一種土壤活性態砷、鉍、銻的檢測方法”相同內容的報道。
技術實現思路
土壤活性態砷、鉍、銻的檢測分析采用二乙三胺五乙酸浸提—原子熒光光譜儀檢測法；采用二乙三胺五乙酸-氯化鈣-三乙醇胺緩沖溶液作為浸提劑，螯合浸提出土壤活性態砷、鉍、銻，用原子熒光光譜儀法測定；其中適量的二乙三胺五乙酸為螯合劑，適量的氯化鈣中鈣離子為螯合浸提平衡劑，氯離子防止石灰性土壤中游離碳酸鈣的溶解，避免因碳酸鈣所包蔽的砷、鉍、銻元素釋放而產生的影響；適量的三乙醇胺作為緩沖劑，能使溶液pH保持7.3左右，同時三乙醇胺對碳酸鈣溶解也有抑止作用。在2：1的水土比前提下，盡可能增加土壤樣品數量以保證土壤中含量很低的土壤活性態砷、鉍、銻的檢出；稱取通過2mm孔徑尼龍篩的風干試樣20.00g于200mL塑料瓶中，加入25℃±2℃的二乙三胺五乙酸-氯化鈣-三乙醇胺浸提劑40mL，蓋好瓶蓋，搖勻，在25℃±2℃的條件下，以180r?min-1±20r?min-1的頻率振蕩2h，振蕩液用離心機離心5分鐘后立即過濾，保留濾液并在48h內完成測定，同時做空白試驗。采用超低質量濃度標準曲線，盡可能發揮原子熒光光譜儀超微量元素檢測功能，以保證土壤中含量很低的土壤活性態砷、鉍、銻的檢出；具體方法是使用常規測量中100.0μg/L砷、鉍、銻標準使用液濃度的1/10作為本專利技術中的砷、鉍、銻標準液使用濃度，即10.0μg/L；標準曲線采用超低質量濃度標準曲線，砷、鉍、銻標準曲線最大上限取2.0μg/L，零點之上第一個濃度值采用常規標準測量中砷、鉍、銻標準溶液濃度1.0μg/L的1/5，即0.2μg/L砷、鉍、銻作為本專利技術中零點之上第一個標準曲線濃度值。土壤活性態砷、鉍、銻含量的表示單位是每千克土壤中活性態砷、鉍、銻的微克數或毫克數，表示單位為：μg/kg或A×10-3mg/kg；土壤活性態砷、鉍、銻含量很低，大約在0.0001mg/kg～0.01mg/kg，即0.1μg/kg～10μg/kg之間，以正常國際標準mg/kg表示單位時存在表述單位缺陷，為讀取和記錄方便，以μg/kg或A×10-3mg/kg表示土壤活性態砷、鉍、銻單位更加切合實際。具體實施方式土壤活性態砷、鉍、銻一種檢測方法：螯合浸提—原子熒光光譜儀法；采用二乙三胺五乙酸-氯化鈣-三乙醇胺緩沖溶液作為浸提劑，其中二乙三胺五乙酸為螯合劑，氯化鈣為螯合浸提平衡劑，三乙醇胺為緩沖劑，能使溶液pH保持7.3左右，螯合浸提出土壤活性態砷、鉍、銻，用原子熒光光譜儀法，采用超低質量濃度標準曲線，測定土壤活性態砷、鉍、銻。主要儀器設備：1、分析天平：精度為0.0001g；2、原子熒光光度計；3、砷、鉍、銻元素空心陰極燈；4、酸度計；5、恒溫（控溫25℃±2℃）往復式或旋轉式振蕩機，或放置在恒溫室內的普通振蕩機，滿足180r·min-1±20r·min-1的振蕩頻率或達到相同效果；6、恒溫水浴裝置；7、離心機；8、200mL帶蓋塑料瓶或250mL三角瓶。試劑與試劑配制：13.1、試劑：1、二乙三胺五乙酸：優級純；2、三乙醇胺：優級純；3、氯化鈣（CaCl2·2H2O）：優級純；4、鹽酸（HCl）：優級純，ρ=1.19 g/mL；5、氫氧化鉀（KOH）：優本文檔來自技高網...

【技術保護點】
土壤活性態砷、鉍、銻檢測采用螯合浸提劑浸提出土壤活性態砷、鉍、銻，其螯合浸提劑完全配方是：二乙三胺五乙酸1.967g，溶于14.92g(約13.3mL)三乙醇胺和少量水中；再將1.47g氯化鈣溶于水后，一并轉入1000mL容量瓶中，加水至約950mL；在酸度計上用1：1鹽酸溶液或1：1氨水調節pH至7.3，用水定容至1000mL。

【技術特征摘要】
1.土壤活性態砷、鉍、銻檢測采用螯合浸提劑浸提出土壤活性態砷、鉍、銻，其螯合浸提劑完全配方是：二乙三胺五乙酸1.967g，溶于14.92g(約13.3mL)三乙醇胺和少量水中；再將1.47g氯化鈣溶于水后，一并轉入1000mL容量瓶中，加水至約950mL；在酸度計上用1：1鹽酸溶液或1：1氨水調節pH至7.3，用水定容至1000mL。2.螯合浸提劑中以氯化鈣鈣離子為土壤活性態砷、鉍、銻檢測螯合浸提平衡劑。3.土壤活性態砷、鉍、銻的檢測盡可能增加土壤樣品數量以保證土壤中含量很低的土壤活性態砷、鉍、...

【專利技術屬性】
技術研發人員：何文，高鵬，楊小敏，凌莉，紀曉暉，劉軍海，熊漢琴，
申請(專利權)人：何文，
類型：發明
國別省市：陜西;61