土壤重金属有效态含量检测与监测现状 问题及展望

一次浸提法：也叫单级提取法，是指采用单一的提取试剂进行提取。一次提取法所提取的重金属形态是指植物可利用的重金属所有形态，因此，此种方法所提取的重金属含量与植物的相关性较好，可用来评价重金属的短期或中期存在的危害。一次浸提常用的提取剂主要有金属螯合剂(如0.05  mol˙L-1EDTA、DTPA 等)、中性盐(如0.05 mol˙L-1 CaCl2、1 mol˙L-1 NaNO3 等)、酸试剂(如0.43 mol˙L-1  HOAc、0.1 mol˙L-1 HNO3  等)等。由于浸提剂对重金属浸提机理不同，及重金属赋存形态的差异，不同浸提剂对重金属的浸提效果也不同，而且同一浸提剂对土壤中不同重金属的浸提效果也有差异。因此在选用浸提剂时，要根据具体情况而定。

连续浸提法，也叫逐步提取法、分级淬取法，指采用几种不同的试剂组合成一种提取程序，每种试剂被认为对重金属的一种存在形态有效，不同提取剂对同一样品先后进行提取的一种方法。目前，使用较多的连续浸提法有：Tessier  法(5步提取法)、BCR  提取法(3步提取法)、以及在这两种方法的基础上改进的一些方法等。这些方法从不同的研究角度出发，将重金属分为不同的形态，并分别提取，如Tessier  法将重金属形态定义为5种形态，即可交换态、碳酸盐结合态、铁-锰氧化物结合态、有机结合态、残渣态;BCR  法重金属形态按实验操作定义为水溶态、可交换态与碳酸盐结合态、铁-锰氧化物结合态和有机物-硫化物结合态。郑冬梅等采用连续化学浸提技术对不同污染类型沉积物中的汞形态进行分析，将汞形态分为可代换及水溶液、酸溶态、碱溶态、过氧化氢溶态和王水溶态5大类。由于不同的提取方法，提取的重金属形态略有差别，因此，不同方法所提取的结果不能直接进行比较。Maiz  等利用3步提取法提取了3种不同土壤中的Cd、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb 和Zn 的不同状态含量， 并将结果与Tessier 的5步提取法及Ure  的4步法的结果进行比较，结果表明，很难将3种方法的结果进行直接比较，但是每种方法所提取到的最活跃的重金属都为Cd， 其次是Pb 和Zn。

采用化学提取法检测土壤重金属的有效性虽然具有简单、精度高等优点，但该方法多是异位分析方法，需要进行试验或田间采样，费时费力，并且利用浸提剂提取出来的有效态虽可以评估出土壤中重金属的有效性，但仅表示元素有效态含量与植物吸收重金属的量呈正相关，不表示萃取剂萃取的有效态就是植物吸收的那部分，还需要进行进一步的分析，找出它们的相关性。

2.1.2 物理分析方法

用物理方法分析土壤中重金属形态，是指借用一些物理原理对土壤中重金属形态进行分析，目前研究较多的是运用扩散原理(如梯度扩散薄膜技术)和光学原理(如光谱分析)来分析重金属形态。

梯度扩散薄膜技术(diffusive gradients in thinfilms，DGT)。DGT 技术是英国科学家Davlson 等于1994  年发明并推广使用， 该技术以Fick  第一扩散定律为其理论基础，通过对在特定时间内穿过特定厚度的扩散膜的某一离子进行定量化测量计算而获得准确的某一离子的浓度值。DGT  装置的核心由扩散相和结合相两部分组成，扩散相一般由水凝胶构成，其作用是保证溶液中的离子自由扩散进入DGT  装置;结合相是由带有能提供配位电子对官能团的高分子化合物构成，其作用是与扩散过来的金属进行配位。它引入了一个动态概念：所测定的有效态浓度不仅包括土壤溶液中的重金属含量，还包括测量期间从土壤固相动态释放的重金属含量，而植物根部对重金属的吸收导致概况附近土壤溶液中的重金属浓度下降，并促使土壤颗粒态重金属补充给土壤溶液，这个动态反应过程对于重金属的生物有效性评价是不可忽略的，因此它是模拟生物吸收，预测金属生物有效性较好的技术。

近年来，DGT  技术已广泛应用于水体、沉积物、土壤中重金属有效态的原位采样以及生物有效性的研究中。其应用于土壤重金属监测，主要用于测定土壤环境中重金属的有效态和重金属的生物有效性，但其在测定重金属生物有效性方面并没有得到一致的结论：Koster  等比较了DGT 法提取的土壤中Zn的含量与3种植物中Zn 含量的相关性，结果表明在莴苣(Lactuca sativa)和蓝花莴苣(L. perenne)中，  Zn的累积与DGT 有效态浓度有很好的相关性，而在羽扇豆(Lupinus nanus)中Zn 的累积与Zn 的DGT 有效态浓度则没有很好的相关性。这表明DGT  技术测定重金属的生物有效性的准确性可能会受植物种类的影响。

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