一種土壤活性態(tài)硒的檢測方法
【專利摘要】土壤重金屬硒適量對植物及人體有益，過量對植物產(chǎn)生毒害作用，并通過食物鏈對人體健康造成威脅；現(xiàn)用土壤重金屬硒檢測方法是測定土壤重金屬硒全量，檢測過程復(fù)雜，而且測定結(jié)果中很大一部分硒不具備生物有效活性。土壤活性態(tài)硒檢測方法分析出的土壤活性態(tài)硒，能最大限度反映土壤重金屬硒與植物根系吸收之間關(guān)系，表征土壤重金屬硒有效狀態(tài)。土壤活性態(tài)硒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(tài)硒；采用原子熒光光譜法，超低質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線，保證土壤中超微量土壤活性態(tài)硒的檢出。土壤活性態(tài)硒含量的表示單位為μg/kg或10-3mg/kg。
【專利說明】
-種±壤活性態(tài)砸的檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，專利代碼為A99;具體設(shè)及±壤中易被植物根系吸收，并能 進(jìn)入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)收獲品中，影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的±壤活性態(tài)砸的分析檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] ±壤重金屬主要包括儒(Cd)、隸(Hg)、神(As)、鉛(Pb)、銘(Cr)、銅(Cu)、鋒(Zn)、儀 (Ni)、砸(Se)、錬(Sb)、祕(Bi)等重金屬元素;重金屬在±壤中的存在形態(tài)可分為五類，第一 是存在于娃酸鹽、原生和次生礦物等±壤晶格中，是自然地質(zhì)風(fēng)化過程的結(jié)果，在自然界正 常條件下不易釋放，能長期穩(wěn)定在沉積物中，不易為植物吸收;其次是鐵儘氧化物結(jié)合態(tài)重 金屬，是W礦物的外囊物和細(xì)粉散顆粒存在，活性的鐵儘氧化物比表面積大，吸附或共沉淀 陰離子而成；第=是碳酸鹽結(jié)合態(tài)重金屬，是±壤中重金屬元素在碳酸鹽礦物上形成的共 沉淀結(jié)合態(tài)；固定在±壤晶體中，或與±壤中其它物質(zhì)結(jié)合成難溶狀態(tài)的重金屬不具備生 物有效活性，不能被植物吸收而進(jìn)入食物鏈;第四是有機(jī)結(jié)合態(tài)重金屬，它是±壤中各種有 機(jī)物及礦物顆粒的包裹層等與±壤中重金屬馨合物，馨合程度決定了該重金屬是否能被植 物吸收;第五類是±壤中可交換態(tài)重金屬，它是吸附在粘±表面、腐殖質(zhì)及其它成分上的金 屬，對環(huán)境變化敏感，易于遷移轉(zhuǎn)化，能被植物吸收，最能反映±壤生物毒性及人類近期排 污狀態(tài)。
[0003] 可交換態(tài)重金屬及有機(jī)結(jié)合態(tài)重金屬具有相當(dāng)強(qiáng)的活動性和生物可利用性，±壤 中的重金屬對植物產(chǎn)生毒害作用時，會引起株高度、主根長度、葉面積等一系列生理特征的 改變，從而影響植物生理生態(tài)過程、植物產(chǎn)量和品質(zhì)；它們可W在生物體內(nèi)積蓄，導(dǎo)致農(nóng)作 物中毒、減產(chǎn)、直至死亡，影響生態(tài)系統(tǒng)的安全性;最后通過食物鏈進(jìn)入人體，直接對人體健 康造成威脅;適量砸對植物及人體有益，但與其他±壤重金屬元素一樣，人體持續(xù)攝入含砸 高的食物和水可出現(xiàn)砸中毒;急性砸中毒的癥狀有嘔吐、腹痛、頭發(fā)和指甲脫落、皮疹、周圍 神經(jīng)炎，嚴(yán)重時可發(fā)生呼吸素亂、呼吸衰竭，根據(jù)急性毒性分級砸屬于劇毒級。
[0004] 砸在±壤中W多種形態(tài)存在，包括元素態(tài)砸、礦物態(tài)砸、水溶態(tài)砸、有機(jī)態(tài)砸等，化 合價有+2、+4、+6;685749-2006生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，砸濃度不得超過0.01111邑幾； GB3838-2002地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)砸全量I類~虹類《0.01mg/L、IV~V類水0.02mg/L; GB15618-2008±壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田總砸二級標(biāo)準(zhǔn)值為3. Omg/kg。
[0005] 現(xiàn)用±壤重金屬砸分析檢測方法是測定±壤中砸的全量，按照國家標(biāo)準(zhǔn)，±樣經(jīng) 硝酸-鹽酸-高氯酸消解后，在酸性介質(zhì)中，試樣中砸被棚氨化鐘(邸化)或棚氨化鋼(化肌4) 還原成原子態(tài)砸，由載氣(氣氣）帶人原子化器中，在特制砸空屯、陰極燈照射下，基態(tài)砸原子 被激發(fā)至高能態(tài)，在去活化回到基態(tài)時，發(fā)射出特征波長的巧光，其巧光強(qiáng)度與砸含量成正 比，與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量;檢測過程中±壤樣品要經(jīng)過強(qiáng)酸、強(qiáng)氧化劑將±壤中大量固定的 重金屬釋放出來，操作方法復(fù)雜;在冷原子吸收法測定過程中，只注重較高含量的±壤全砸 而忽視低含量的±壤活性態(tài)砸的檢測;且目前測定方法的±壤全砸含量只有一部分能通過 植物根系進(jìn)入植物體內(nèi)，其它部分是固定在±壤晶體中、或與±壤中其它物質(zhì)結(jié)合成難溶 狀態(tài)，不具備生物有效活性，因此測定結(jié)果不能代表±壤活性態(tài)砸對植物吸收的影響狀態(tài)。
[0006] 本專利是在對秦嶺己山區(qū)域±壤重金屬砸全量、±壤活性態(tài)砸與農(nóng)業(yè)產(chǎn)出品中重 金屬砸全量進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，研究±壤重金屬全量、活性態(tài)含量與農(nóng)業(yè)產(chǎn)出品中重金屬 砸全量的相關(guān)性，創(chuàng)建了 "一種±壤活性態(tài)砸的檢測方法"，該分析方法檢出的±壤活性態(tài) 砸含量能最大限度反映出±壤重金屬砸與植物吸收之間的關(guān)系，真正反映±壤重金屬污染 狀態(tài);經(jīng)檢索國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，未發(fā)現(xiàn)有與"一種±壤活性態(tài)砸的檢測方法"相同內(nèi)容的報 道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] ±壤活性態(tài)砸的檢測分析采用二乙S胺五乙酸浸提一原子巧光光譜儀檢測;采用 二乙=胺五乙酸-氯化巧乙醇胺緩沖溶液作為浸提劑，馨合浸提出±壤活性態(tài)砸，用冷 原子原子巧光光譜儀法測定；其中適量的二乙=胺五乙酸為馨合劑，適量的氯化巧中巧離 子為馨合浸提平衡劑，氯離子防止石灰性±壤中游離碳酸巧的溶解，避免因碳酸巧所包蔽 的砸元素釋放而產(chǎn)生的影響;適量的=乙醇胺作為緩沖劑，能使溶液pH保持7.3左右，同時 =乙醇胺對碳酸巧溶解也有抑止作用。
[0008] 在2:1的水±比前提下，盡可能增加±壤樣品數(shù)量W保證±壤中含量很低的±壤 活性態(tài)砸的檢出，稱取通過2mm孔徑尼龍篩的風(fēng)干試樣20.OOg于200mL塑料瓶中，加入25°C ±2°C的二乙立胺五乙酸-氯化巧-立乙醇胺浸提劑40mL，蓋好瓶蓋，搖勻，在25°C±2°C的條 件下，Wl80r'min-i±20r'min-i的頻率振蕩2h，振蕩液用離屯、機(jī)離屯、5分鐘后立即過濾，保 留濾液并在4她內(nèi)完成測定，同時做空白試驗。
[0009] 采用超低質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線，盡可能發(fā)揮原子巧光光譜儀超微量元素檢測功能， W保證±壤中含量很低的±壤活性態(tài)砸的檢出；具體方法是使用常規(guī)測量中100.化g/L砸 標(biāo)準(zhǔn)使用液濃度的1/10作為本發(fā)明中的砸標(biāo)準(zhǔn)使用液濃度，即10.化邑凡;標(biāo)準(zhǔn)曲線采用超 低質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線，砸標(biāo)準(zhǔn)曲線最大上限取2.化g/L，零點之上第一個濃度值使用常規(guī)測 量中砸標(biāo)準(zhǔn)液濃度1.化g/L的1/5,即0.化g/L砸作為本發(fā)明中零點之上第一個標(biāo)準(zhǔn)曲線濃 度值。
[0010] ±壤活性態(tài)重金屬砸含量的表示單位是每千克±壤中活性態(tài)砸的微克數(shù)或毫克 數(shù)，表示單位為：yg/kg或A X l(T3mg/kg，±壤活性態(tài)砸含量很低，大約在0.000Img/kg- O.Olmg/kg，即0. ：Liig/kg-10iig/kg之間，W正常國際標(biāo)準(zhǔn)mg/kg表示單位時存在表述單位缺 陷，為讀取和記錄方便，WygAg或A X l(T3mg/kg表示±壤活性態(tài)砸單位更加切合實際。
【具體實施方式】
[0011] ±壤活性態(tài)砸一種檢測方法：馨合浸提一原子巧光光譜儀法;采用二乙S胺五乙 酸-氯化巧乙醇胺緩沖溶液作為浸提劑，其中二乙=胺五乙酸為馨合劑，氯化巧為馨合 浸提平衡劑，=乙醇胺為緩沖劑，能使溶液pH保持7.3左右，馨合浸提出±壤活性態(tài)砸，用原 子巧光光譜儀法，采用超低質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線，測定±壤活性態(tài)砸。
[0012] 主要儀器設(shè)備：1、分析天平:精度為0.0001g;2、原子巧光光度計;3、砸元素空屯、 陰極燈;4、酸度計;5、恒溫(控溫25°C±2°C)往復(fù)式或旋轉(zhuǎn)式振蕩機(jī)，或放置在恒溫室內(nèi)的 普通振蕩機(jī)，滿足18化? min-l±20r ? min-1的振蕩頻率或達(dá)到相同效果；6、離屯、機(jī)；7、 200mL帶蓋塑料瓶或250mL=角瓶。
[0013]試劑與試劑配制： 13.1、 試劑：1、二乙S胺五乙酸：優(yōu)級純；2、S乙醇胺：優(yōu)級純；3、氯化巧（CaCl2 ? 2此0):優(yōu)級純;4、鹽酸(肥1):優(yōu)級純，P=I. 19 g/血;5、氨氧化鐘化OH):優(yōu)級純;6、棚氨化鐘 化肌4):優(yōu)級純;7、高純砸粉;8、氨水； 13.2、 50%鹽酸溶液:移取SOOmL鹽酸，用實驗用水稀釋至1000 mL; 13.3、 50%氨水溶液:移取SOOmL氨水，用實驗用水稀釋至1000 mL; 13.4、 馨合浸提劑配制:稱取1.967g二乙S胺五乙酸，溶于14.92g (約13.3血)S乙醇胺 和少量水中；再將1.47g氯化巧（CaCb ? 2此0)溶于水后，一并轉(zhuǎn)入IL容量瓶中，加水至約 950mL在酸度計用50%鹽酸溶液或50%氨水調(diào)節(jié)pH至7.3，用水定容，膽于塑料瓶中待用； 13.5、 還原劑配制：1.0%棚氨化鐘+0.5%氨氧化鐘溶液;稱取2.5g氨氧化鐘放入盛有 IOOmL實驗用水的燒杯中，玻璃棒攬拌待完全溶解后再加入5. Og棚氨化鐘，攬拌溶解，定容 至500ni;此溶液當(dāng)日配制； 13.6、 載流配制:5%鹽酸溶液:移取25mL鹽酸用實驗用水稀釋至500mL。
[0014] 砸(Se)標(biāo)準(zhǔn)溶液： 14.1、 砸標(biāo)準(zhǔn)膽備液:P=I00 . OmgA;購買市售有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)-有證標(biāo)準(zhǔn)樣品，或稱取 0. 1000 g高純砸粉，置于100血燒杯中，加20血硝酸低溫加熱溶解后冷卻至溫室，移入1000 mL 容量瓶中，用實驗用水定容至標(biāo)線，混勻； 14.2、 砸標(biāo)準(zhǔn)中間液:P=1.0 Omg/!;移取砸標(biāo)準(zhǔn)膽備液5. OOml，置于500血的容量瓶中， 用二乙=胺五乙酸-氯化巧乙醇胺浸提劑定容至標(biāo)線，混勻； 14.3、 砸標(biāo)準(zhǔn)使用液:P=IO.化g/l;移取砸標(biāo)準(zhǔn)中間液5. OOml，置于500血容量瓶中，用 二乙=胺五乙酸-氯化巧乙醇胺浸提劑定容至標(biāo)線，混勻。用時現(xiàn)配。
[0015] 浸提待測液制備： 稱取通過2mm孔徑尼龍篩的風(fēng)干試樣20.00旨于2001111^塑料瓶中，加入25^±2°(：的二乙 S胺五乙酸-氯化巧-S乙醇胺浸提劑40mL，蓋好瓶蓋，搖勻，在25°C±2°C的條件下，W 18化? min-1 ± 20r ? min-1的頻率振蕩化，立即過濾;保留濾液，分取25. OmL試液置于50mL容 量瓶中，加入濃鹽酸IOmL,用二乙=胺五乙酸-氯化巧乙醇胺浸提劑定容至標(biāo)線混勻，室 溫放置SOmin;在4她內(nèi)完成測定，同時做空白試驗。
[0016] 分析測定： 16.1、 原子巧光光度計的調(diào)試:原子巧光光度計開機(jī)預(yù)熱，按照儀器使用說明書設(shè)定燈 電流、負(fù)高壓、載氣流量、屏蔽氣流量等工作參數(shù)，預(yù)熱砸元素空屯、陰極燈20分鐘;儀器參考 條件見表1; 親1原早最弁弁麼A的T化宏:獄
16.2、 砸(Se)校準(zhǔn)系列的制備： 分別移取P=IO. 〇yg/L砸(Se)標(biāo)準(zhǔn)液 0.00、1.00、2.00、3.00、5.00、7.00、10.0 OmL砸標(biāo)準(zhǔn) 使用液于50mL容量瓶中，分別加入50%鹽酸溶液5mL，用用二乙S胺五乙酸-氯化巧-S乙醇 胺浸提劑定容至標(biāo)線，混勻;砸的校準(zhǔn)系列溶液濃度見表2; 表2隸元素校準(zhǔn)系列溶液濃度單位:yg/L
16.3、 繪制校準(zhǔn)曲線：W1.0%棚氨化鐘+0.5%氨氧化鐘溶液為還原劑、5%鹽酸溶液為載 流，由低濃度到高濃度順次測定校準(zhǔn)系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的原子巧光強(qiáng)度。用扣除零濃度空白的 校準(zhǔn)系列原子巧光強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，溶液中相對應(yīng)的元素濃度山g/L)為橫坐標(biāo)，繪制校準(zhǔn)曲 線;并按照相同的試劑和步驟進(jìn)行空白試驗； 16.4、 測定:將制備好的試料導(dǎo)入原子巧光光度計中，按照與繪制校準(zhǔn)曲線相同儀器工 作條件進(jìn)行測定;如果被測元素濃度超過校準(zhǔn)曲線濃度范圍，應(yīng)稀釋后重新進(jìn)行測定；同時 將制備好的空白試料導(dǎo)入原子巧光光度計中，按照與繪制校準(zhǔn)曲線相同儀器工作條件進(jìn)行 測定。
[0017]結(jié)果計算與表示： 17.1、 結(jié)果計算:±壤活性態(tài)砸；
式中：O--±壤中活性態(tài)砸元素的含量，l〇-3mg/kg; P -一由校準(zhǔn)曲線查得測定試液中元素的濃度，yg/l; PO一一空白溶液中元素的測定濃度，yg/l; Vo一一加入二乙S胺五乙酸-氯化巧-S乙醇胺浸提劑體積； Vi一一分取浸提劑試液的體積，mL; V2一一分取后測定試液的定容體積，mL; m--稱取樣品的質(zhì)量，g; 17.2、 結(jié)果表示：±壤活性態(tài)砸含量表示單位是：l(T3mg/kg;當(dāng)測定結(jié)果小于1 X 1(T3mg/kg時，小數(shù)點后數(shù)字最多保留至S位；當(dāng)測定結(jié)果大于lXl(T3mg/kg時，保留S位有效 數(shù)字。
【主權(quán)項】
1. 土壤活性態(tài)硒檢測采用螯合浸提劑浸提出土壤活性態(tài)硒，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(zhuǎn)入1000 mL容量瓶中，加水至約950mL;在酸度計上用50%鹽酸溶液或50% 氨水調(diào)節(jié)pH至7.3，用水定容至lOOOmL。2. 螯合浸提劑中以氯化鈣鈣離子為土壤活性態(tài)硒檢測螯合浸提平衡劑。3. 土壤活性態(tài)硒的檢測盡可能增加土壤樣品數(shù)量以保證土壤中含量很低的土壤活性 態(tài)硒的檢出，稱取試樣20.0 Og，加入螯合浸提劑40mL。4. 土壤活性態(tài)硒浸提液上機(jī)檢測前，混合液以離心機(jī)離心5分鐘后再過濾。5. 土壤活性態(tài)硒檢測為保證土壤中含量很低的土壤活性態(tài)硒的檢出；硒標(biāo)準(zhǔn)使用液濃 度為 i〇yg/L。6. 土壤活性態(tài)硒檢測為保證土壤中含量很低的土壤活性態(tài)硒的檢出，檢測標(biāo)準(zhǔn)曲線采 用低質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線，零之上的第一個最低值采用〇.2yg/L的硒標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度。7. 土壤活性態(tài)硒含量的表示單位為yg/kg。8. 土壤活性態(tài)硒含量的表示單位為l(T3mg/kg。
【文檔編號】G01N21/64GK105954249SQ201610443955
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月21日
【發(fā)明人】何文, 高鵬, 楊小敏, 簡紅忠, 葛紅光, 紀(jì)曉暉, 付偉偉
【申請人】何文