重金属形态分析(欧共体3步法)
水环境中重金属形态分析的必要性与分析方法
水环境中重金属形态分析的必要性与分析方法【摘要】介绍了重金属不同的赋存形态，并对其由于赋存形态而产生的环境效应进行了简单阐述，同时对重金属赋存形态的分析方法进行了小结。
【关键词】重金属、不可降解性、形态、毒性、检测方法Abstract：Heavy metals in different chemical speciation,and briefly discusses the environmental effects of its chemical speciation,and summary analysis of the chemical speciation of heavy metals.Key words：Heavy metal；Non-degradable sex；Form；Toxicity；Detection methods 通常来讲,Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Mo、Ag、Hg、Cd、Ni和原子量大于Na 的金属均被称为重金属。
除此之外,元素周期表中的IIA、B、IVB和VB的元素,也就是说,Al、Be、Th、Pb、Bi以及非金属As、Se和Sb也被包括在重金属之内。
目前,被广泛接受的一个定义是:密度大于5g·cm-3的金属元素统称为重金属[1,2]。
水环境中重金属主要来自于自然源和人为源，其中最主要的自然源是土壤和岩石风化，最主要的人为源是工业和城市废水[3-6]。
重金属的存在与迁移转化,可导致自然和半自然生态系统(如土壤、天然水体、水体沉积物)的重金属污染,并会对人类、动植物和其它生物体形成持续的潜在风险[7]。
重金属不同的赋存形态表现出不同的化学活性,且由于其在环境中的不可降解性,重金属只能在化学形态上发生转变,因此对其赋存形态的研究显得尤为重要。
1. 重金属的赋存形态与毒性从20世纪70年代开始,环境科学家开始逐渐认识到重金属的生物毒性不仅与其总量相关,更大程度上由其在环境中的赋存形态所决定,不同形态的重金属会产生不同的环境效应,直接影响到它的毒性、迁移及在自然界的循环[10-18]。
沉积物中重金属形态分析方法研究进展
沉积物中重金属形态分析方法研究进展冯素萍;鞠莉;沈永;裘娜;李鑫;祝培明;王伟【摘要】介绍近年来国内外对沉积物中重金属的研究概况,以及重金属形态分离方法和监测方法的最新进展,对国内外常用的沉积物中重金属的形态分析提取方法如Tessier法、Forstner法和BCR法进行了比较,概述了重金属形态分离检测方法.【期刊名称】《化学分析计量》【年(卷),期】2006(015)004【总页数】3页(P72-74)【关键词】沉积物;重金属;形态分析【作者】冯素萍;鞠莉;沈永;裘娜;李鑫;祝培明;王伟【作者单位】山东大学环境学院,济南,250100;山东大学环境学院,济南,250100;山东大学环境学院,济南,250100;山东大学环境学院,济南,250100;山东大学环境学院,济南,250100;山东大学环境学院,济南,250100;枣庄市环境监测站,枣庄,277101【正文语种】中文【中图分类】O6近年来随着工农业的发展，各种工业废液排入水体，使水体中重金属的含量越来越高，严重影响着人类及其它生物的健康与生存。
20世纪 5 0年代日本发生的由汞污染引起的“水俣病”事件和由镉污染引起的“骨痛病”事件，以及在欧洲某些国家陆续发生的由重金属污染而导致的一系列严重生态后果，引起了人们对重金属污染的重视。
重金属污染物具有较为复杂的化学性质和极强致毒性。
自20世纪70年代以来，重金属污染与防治的研究工作备受关注[1]。
目前，重金属污染物已被众多国家列为环境优先污染物。
我国列入环境优先污染物黑名单的重金属有As、Be、Cd、Cr、Cu、Pb、Hg、Ni和Ti[2]。
重金属污染物的化学行为和生态效应复杂，对环境存在着难于治理的潜在危害，其物化行为多具有可逆性，同时在适宜条件下，又具有相对稳定性。
大多数重金属化合物为非降解型有毒物质，生态效应的浓缩和累积作用使微量重金属产生生物毒性，沿食物链被动植物所吸收、富集，最终成为生命体积累和慢性中毒的源场。
重金属元素形态分析的研究进展
重金属元素形态分析的研究进展常家琪;梅光明;张小军;韩程程;刘文静;高学慧【摘要】重金属元素给环境和人体健康带来极大威胁.随着对重金属的研究发现大部分重金属的毒性不仅取决于元素含量,更与其形态息息相关,因此重金属元素形态分析及含量测定方法的研究已刻不容缓.文章综述了目前重金属形态分析及其含量测定的几种常用方法,并介绍了重金属形态分析技术在固态、液态、气态和生物体四种类型样品中的具体应用,对该领域的发展进行总结和展望.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2017(045)014【总页数】5页(P1-5)【关键词】重金属;形态分析;研究进展【作者】常家琪;梅光明;张小军;韩程程;刘文静;高学慧【作者单位】浙江海洋大学, 浙江舟山 316100;浙江省海洋水产研究所, 浙江舟山316100;浙江省海水增养殖重点实验室, 浙江舟山 316100;浙江省海洋水产研究所, 浙江舟山 316100;浙江省海水增养殖重点实验室, 浙江舟山 316100;浙江省海洋水产研究所, 浙江舟山 316100;浙江省海水增养殖重点实验室, 浙江舟山 316100;浙江海洋大学, 浙江舟山 316100;浙江省海洋水产研究所, 浙江舟山 316100;浙江海洋大学, 浙江舟山 316100;浙江省海洋水产研究所, 浙江舟山 316100;浙江海洋大学, 浙江舟山 316100;浙江省海洋水产研究所, 浙江舟山 316100【正文语种】中文【中图分类】TG115重金属主要是指汞、镉、铅、铬和金属砷等生物毒性较强的元素化合物和具有一定毒性的一般金属(如铜、铝等)。
大部分重金属如汞、镉对生物体完全无益，少部分重金属如铜、铬则是生物体必须的微量营养元素，在肌体代谢、维持肌体正常生理功能中起着重要的作用，但超过生物耐受限度时，则会引起中毒反应。
不同的重金属对生物体致毒靶位和致毒机制不一样，如汞主要破坏脑组织血管，引起中枢神经中毒；砷可与细胞中的酶结合，使酶失活，造成代谢障碍[1-5]。
水体中重金属形态分析的实验方法综述_许东升
收稿日期：2011-02-22基金项目：安徽省教育厅高等学校自科学研究重点项目（KJ2011A261）作者简介：许东升，男，宿州学院讲师，主要从事水环境重金属研究。
水体中重金属形态分析的实验方法综述许东升黄淑玲李琦方刚摘要：概述了以实验分离测定为手段的水体重金属形态分析方法，详细介绍了天然水中重金属的形态分离检测方法及沉积物中重金属的形态提取方法，评价了各种分析方法的优缺点。
关键词：重金属；形态分析；分离测定；实验方法中图分类号：X830.2文献标识码：A文章编号：（G ）11045（2011）02－63－04（宿州学院地球科学与工程学院安徽宿州234000）在自然界的100多种元素中，约有80多种金属元素，其中密度5.0g/cm 3的金属元素约有45种，称之为重金属元素。
而在环境污染研究中，重金属多指Hg 、Cd 、Pb 、Cr 等金属元素，以及As 、Se 等处于金属和非金属之间的具有显著生物毒性的类金属元素[1]。
重金属污染是指重金属及其化合物造成的环境污染，主要表现在水体污染中，是由未经适当处理即向外排放的采矿、冶金、化工、石油等多种工业废水、生活污水、受流水作用的废弃物堆放场以及富含重金属的大气沉降物等的输入，使得水体中重金属含量剧增超出水的自净能力而引起。
重金属污染物进入水体后不易分解，经过沉淀、溶解、吸附、络合等物化反应后，能够在底泥及动植物体内中形成积累，进而产生食物链浓缩，使毒性放大，对人类和其它生物的健康及生存产生严重的影响[2]。
而重金属在水体中的迁移转化规律、毒性大小以及可能产生的环境危害程度不仅与重金属总量有关，更大程度上取决于其赋存形态。
在不同的化学形态下，重金属有着不同的环境效应。
如Cr 3＋是人体的必需元素，而Cr 6＋则对人体有明显的毒性。
因此，水体重金属化学形态的研究对于控制和治理水体重金属污染，维护水环境安全具有重要的意义。
本文在综述了近些年国内有关水体重金属形态分析研究成果的基础上，总结和介绍了几种常见的重金属化学形态的实验分析方法，旨在为水体重金属污染的检测和治理提供参考。
简述土壤重金属形态分析的实验原理。
简述土壤重金属形态分析的实验原理。
土壤重金属形态分析是一种分析其中污染物含量，尤其是重金属浓度的方法。
其实验原理是以两种技术来进行物质的分析，以计算出土壤中污染物的总量及污染物的转化形态。
通常污染物处于不同的形态，其受影响的性质也不同，因此重要的是首先了解重金属的形态特征，从而找到最佳的技术用于这一分析。
土壤重金属形态分析的实验原理主要分为两个方面：一是测定重金属的总含量，即重金属总含量实验；二是测定污染物的不同形态，即分析重金属的形态。
土壤重金属总含量实验是以重金属和土壤混合物为原料，以不同的溶剂，按照一定的实验步骤反应，并用特殊的仪器仪表测定样品中重金属总含量。
此法可用于测定土壤中污染物全部形态的重金属含量，通常分为溶解法、熔融分离法、电感耦合等离子体发射光谱法3种。
重金属的形态分析主要是结合吸附的原理，将重金属的毒性降低，使其在生态系统中的迁移性能被降低，从而达到降低污染的目的。
它可以分为三类：一类是以颗粒状物质为主，吸附物质可以是矿物质或有机物；一类是以溶解形态为主，吸附物质可以是有机物或黏土矿物等；最后一类是以其他形态的重金属污染物为主，吸附物质也可以是有机物或黏土矿物等。
有机物主要以有机酸、混合有机酸、脂类等为主，它们主要的吸附机制包括：静电吸附、库仑力及极性间歇吸附等。
这些有机物能与重金属发生螯合反应，把重金属形成螯合物，因此重金属的溶解性会大大降低。
黏土矿物主要有三类：结晶状、叠水状及蒙脱土类，它们的主要吸附机制是立体匹配引起的静电吸附（Van der Waals力），以及分子氧羟基与离子之间引起的静电吸附。
通过立体匹配，它们与重金属形成稳定的螯合物，使得重金属溶解度显著降低。
通过以上分析，可以知道，土壤重金属形态分析的实验原理主要依赖于测定重金属的总含量以及分析重金属的形态，其中涉及到有机物和黏土矿物的吸附机制、以及重金属的螯合反应。
只有理解了这些实验原理，才能有效地进行土壤重金属形态分析，为更好的控制重金属污染而努力。
草木灰对单一与复合污染土壤中铜、铅和铬的钝化
草木灰对单一与复合污染土壤中铜、铅和铬的钝化陈杰;张晶;宋靖珂;夏鹏;王学江【摘要】利用自制草木灰对单一与复合污染土壤中铜、铅和铬进行钝化处理,以重金属有效态含量的减少对草木灰投加量进行优化,化同时对欧共体标准物质局提出的三步提取法(简称BCR法)进行适当的改进,以改进的BCR分级提取法研究最佳草木灰投加量下土壤中3种重金属的形态变.结果表明,草木灰对单一与复合污染土壤的最佳投加量分别为2％和5％.草木灰在最佳比例投加后对土壤中3种重金属有效态含量、可交换态含量的减少和残渣态含量的增加有明显的影响.与空白对照相比,在单一污染土壤中,铜、铅和铬3种重金属可交换态含量分别减少41.3％、31.5％和9.3％,残渣态含量分别增加4.2、3.3和1.1倍;在复合污染土壤中,铜、铅和铬3种重金属可交换态含量分别减少34.0％、34.9％和9.7％,残渣态含量分别增加4.9、1.5和1.2倍.草木灰主要是通过提高土壤pH和自身的吸附性能实现对土壤中重金属的钝化.【期刊名称】《西南农业学报》【年(卷),期】2016(029)008【总页数】5页(P1947-1951)【关键词】土壤修复;形态分析;钝化;重金属【作者】陈杰;张晶;宋靖珂;夏鹏;王学江【作者单位】同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海200092;同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海200092;同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海200092;同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海200092;同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海200092【正文语种】中文【中图分类】X53重金属污染土壤的修复一直是国内外环境科学研究的热点和难点问题。
土壤重金属累积可导致土壤、大气和水体环境质量的进一步恶化，并引起农作物产量和品质的下降[1-2]，通过食物链途径危害人体健康。
土壤重金属的形态分析及生物有效性研究进展
第３０卷第２期 ２０１３年６月 广东工业大学学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｕａｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏｌ．３０Ｎｏ．２ Ｊｕｎｅ２０１３收稿日期：２０１２ １２ １４基金项目：环保部公益性行业科研专项（２０１１０９０２４）；广东省教育部产学研结合项目（２０１１Ｂ０９０４００２５５，２０１０Ｂ０９０４００４１８）作者简介：林亲铁（１９７２ ），男，副教授，博士，主要研究方向为污染控制与环境评价通讯作者：陈志良（１９７６ ），男，副研究员，博士，主要研究方向为城市污染场地修复与生态学，Ｅｍａｉｌ：ｚｈｉｌｉａｎｇｃｈｅｎ５２１＠１２６．ｃｏｍ．ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７ ７１６２．２０１３．０２．０２２土壤重金属的形态分析及生物有效性研究进展林亲铁１，朱伟浩１，陈志良２，彭晓春２，赵述华２（１．广东工业大学环境科学与工程学院，广东广州５１０００６；２．环境保护部华南环境科学研究所，广东广州５１０６５５）摘要：阐述了当前国内外土壤重金属形态的主要分析方法，归纳了重金属形态和生物有效性的主要影响因素，并对今后的发展方向进行了展望，为正确评估土壤重金属的生物毒害作用提供参考．关键词：土壤；重金属；形态；生物有效性中图分类号：Ｘ１３１．３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００７ ７１６２（２０１３）０２ ０１１３ ０６ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＳｐｅｃｉｅｓａｎｄＢｉｏａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙｏｆＨｅａｖｙＭｅｔａｌｓｉｎＳｏｉｌＬｉｎＱｉｎ ｔｉｅ１，ＺｈｕＷｅｉ ｈａｏ１，ＣｈｅｎＺｈｉ ｌｉａｎｇ２，ＰｅｎｇＸｉａｏ ｃｈｕｎ２，ＺｈａｏＳｈｕ ｈｕａ２（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＧｕａｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０００６，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６５５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｎａｌｙｔｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｓａｖａｉｌａｂｌｅｆｏｒｔｈｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｓｐｅｃｉｅｓａｎｄｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｈｅａｖｙｍｅｔ ａｌｓｉｎｓｏｉｌｗｅｒｅｂｒｉｅｆｌｙｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｔｈｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｐｅｃｉｅｓａｎｄｂｉｏａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｓｐｅｃｔｓｆｏｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｔｈｉｓｄｏｍａｉｎｗｅｒｅａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｉｌ；ｈｅａｖｙｍｅｔａｌ；ｓｐｅｃｉｅｓ；ｂｉｏａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ 土壤作为生物可利用重金属的一个重要蓄积库，其所含的重金属可以通过食物链被植物、动物数１０倍地富集，再由食物链的传递，危害人体健康．土壤重金属的生物有效性不仅与其总量有关，更大程度上由其形态分布决定．通过对重金属形态的研究，将重金属活性进行分级，揭示土壤重金属的存在状态、迁移转化规律、生物有效性、毒性及可能产生的环境效应，从而预测重金属的长期变化和环境风险［１ ３］．因此研究重金属的形态和生物有效性，对于诠释重金属在环境中的迁移转化规律和污染风险具有重要意义．１ 土壤重金属的形态分析１．１ 土壤重金属存在形态与提取方法重金属离子作为一种重要的污染物进入土壤后，经过一系列的反应，如吸附、络合、淋溶和还原等，形成不同的化学形态［４］，产生的负面效应也存在较大的差异．重金属的形态分析就是利用一定的物理、化学方法测定重金属的含量、各种价态、络合态及其组分的形态，其目的是确定生物毒性及生物有效性［５］，为土壤重金属的污染评价、生物修复及农产品的安全生产等提供理论依据．目前化学形态的分析方法主要包括３大类：１）模型计算法通过采用相关分析和主成分分析等统计学方法，分析重金属与其他元素的统计学关系，从而推测重金属可能的结合形态［６］．这种方法适用于单一基质中单个重金属元素的吸附质／结合物，但不适用于多种基质、吸附质以及多种重金属化合物存在时的情景［７］．２）电化学测定法电化学测定法主要有两种：一种是离子选择性电极法，即利用离子选择性电极电位与特定离子浓度的直接相关性，通过测试电极电位确定自由态离子浓度．这种方法容易受到溶液环境条件的影响，离子选择性电极不易获得．另一种是伏安法，即根据指示电极电位与通过电解池的电流之间的关系，通过测定电流密度确定金属浓度．这种方法确定的某形态重金属实际上是一组在动力学、迁移性和稳定性方法有相似行为的重金属物质［８］．电化学测定法通常可将重金属分为４类组分：自由态离子、电活性态（易迁移的和不稳定的）、无电活性态（惰性或不易迁移的）以及重金属总量．３）化学提取法（１）单级提取法单级提取法主要是指生物可利用萃取法，其评估对象为土壤颗粒中能被生物（动物、植物和微生物）吸收利用或者对生物活性产生影响的重金属，这一部分重金属通常被称为有效态［９］．常用的萃取剂分为酸、螯合剂、中性盐和缓冲剂４类，根据样品的组成、性质、重金属种类及萃取目的进行选取．（２）多级连续提取法多级连续提取法就是利用反应性不断增强的萃取剂对不同物理化学形态重金属的选择性和专一性，逐级提取土壤样品中不同有效性的重金属元素的方法．目前常用的多级连续提取法包括：Ｔｅｓｓｉｅｒ五步连续提取法、Ｆｏｒｓｔｎｅｒ法、欧共体标准物质局ＢＣＲ法．其中Ｔｅｓｓｉｅｒ五步连续提取法和ＢＣＲ法这两种方法因其适用性强、效果好和实验方法成熟，成为国内外研究土壤重金属形态的主要方法．表１中列举了Ｔｅｓｓｉｅｒ五步法与ＢＣＲ三步法的提取方案、形态分类以及它们的优缺点．表１ Ｔｅｓｓｉｅｒ五步法和ＢＣＲ三步法形态提取、分类与特点Ｔａｂ．１ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ、ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍｅｔａｌｓｂｙＴｅｓｓｉｅｒａｎｄＢＣＲ方法步骤提取剂（１ ００００ｇ样品）时间／ｈ形态特点Ｔｅｓｓｉｅｒ法［１０ １２］１８ｍＬ１ｍｏｌ／ＬＭｇＣｌ２１可交换态２８ｍＬ１ｍｏｌ／ＬＮａＡｃ／ＨＡｃ，ｐＨ５ ０５碳酸盐态３２０ｍＬ，０ ０４ｍｏｌ／ＬＮＨ２ＯＨ·ＨＣｌ，２５％ＨＡｃ（ｖ／ｖ）ｐＨ２ ０，９６℃６氧化物结合态４①３ｍＬ０ ０２ｍｏｌ／ＬＨＮＯ３＋５ｍＬ３０％Ｈ２Ｏ２，ｐＨ２ ０，８５℃２有机结合态②３ｍＬ３０％Ｈ２Ｏ２，８５℃３③冷却后，加５ｍＬ３ ２ｍｏｌ／ＬＮＨ４ＯＡＣ稀释至２０ｍＬ０．５５５∶１（ｖ／ｖ）４０％ＨＦ／７０％ＨＣｌＯ４混合液消解２残渣态划分详细、运用广泛，但重复性与结果可比性差ＢＣＲ法［１１ １４］１０ １１ｍｏｌ／ＬＨＯＡｃ１６乙酸可提取态２０．５ｍｏｌ／ＬＮＨ２ＯＨ·ＨＣｌ１６可还原态３①８ ８ｍｏｌ／ＬＨ２Ｏ２，ｐＨ２．０～３．０，８５℃水浴１可氧化态②１ ０ｍｏｌ／ＬＮＨ４Ａｃ，ｐＨ２．０１６４王水（ＨＣｌ∶ＨＮＯ３３∶１）１１５℃２４残余态方法成熟、适用性广，但易再次吸附 多级连续提取法中各级提取步骤得到的结果与重金属所结合的某一特定化学组分（如碳酸盐、氢氧化铁、氢氧化锰）或重金属的赋存方式（如溶解态、交换态、吸附态）密切相关，根据此固相形态可推测重金属在环境中可能的行为（如迁移性和生物活性）［１５］．但由于提取剂对目标组分很难完全溶解且添加的化学药剂可能会破坏样品原有的重金属化学结构和溶液化学平衡等，因此这种方法不能区分多重环境因素和重金属本身形态控制的重金属分子化学机制，无法表示重金属的真实化学形态［８］．上述３种方法虽然容易获得实验数据，但从其得到的重金属分级和分配信息不能真正鉴别出化学相态组成．近年来现代光学检测技术开始辅助用于重金属形态的测试，从分子尺度原位观察环境样品表面的重金属化学结构和与其他吸附质之间的键合作用等相关信息．１．２ 土壤重金属形态的主要影响因素土壤重金属形态的影响因素较多，主要是重金属自身含量和特性、土质成分（黏土矿物、有机质、铁锰铝氧化物等）和土壤ｐＨ值、氧化还原电位、温度和湿度等环境条件影响［１６］．１）重金属种类和总量同一环境中不同种类的重金属，其形态相差较大．张朝阳等［１７］发现，电子垃圾回收地区土壤中，Ｈｇ和Ｃｒ主要以残渣态形式存在，而Ｃｕ的可还原态、可氧化态和残渣态含量相差不大．重金属总量也会影响其存在形态．Ｍａ等［１８］研究发现，Ｃｄ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｎｉ等重金属元素各形态的相对分布与其总量有关．２）土壤ｐＨ值土壤ｐＨ值通过影响金属化合物在土壤中的溶４１１ 广 东 工 业 大 学 学 报 第３０卷 解度来影响重金属形态．研究表明［５，１９］：土壤中交换态重金属随ｐＨ值升高而减少，且呈现显著负相关，碳酸盐结合态、铁锰化物结合态和残渣态重金属都与ｐＨ值呈正相关．３）土壤有机质土壤有机质（富里酸、胡敏酸等）有着很强的表面络合能力，可以直接改变土壤中重金属形态分布，以至影响土壤中重金属的移动性和生物有效性．微生物以及土壤酶的活性等生物作用，改变植物根基环境导致了对不同重金属形态的吸收有明显差异．水溶态最易被植物吸收富集，其次是交换态和络合态，残渣态基本上不被吸收［１６，１９ ２０］．４）化学作用化学作用主要是指重金属被土壤理化性质吸附反应作用，其中沉淀－溶解作用是金属化学迁移的主要方式，表现在可溶性盐类的离子与土壤溶液中的离子，因化学反应生成难溶解的化合物而保存在土壤中［２０］．５）土壤中重金属的形态还受温度、湿度、光照等气候因子季节性变化的影响．２ 土壤重金属的生物有效性重金属的生物有效性指重金属能被生物吸收或对生物产生毒害的性状，可由间接的毒性数据或生物体浓度数据评价［２１］，它与污染物的存在形态有直接关系，反映了对环境动植物以及人类的危害．研究发现，不同形态的重金属释放的难易程度不同，生物可利用性也不同，可交换态的重金属在中性条件下最活跃，最易被释放也最易发生反应转化为其他形态，最易为生物利用；碳酸盐结合态重金属在不同ｐＨ条件下能够发生移动，可能造成环境的二次污染．铁锰氧化态可在还原条件下释放；有机物结合态释放过程缓慢，而残渣态重金属与沉积物结合最牢固，用一般的提取方法不能提取出来，它的活性最小，有效性也最小［２２］．影响重金属生物有效性的因素主要有土壤理化性质、生物类型、重金属特性和根际环境等［１９］．２．１ 土壤理化特性土壤中含有大量的无机、有机和无机－有机复合的化学物质以及大量的生物活性物质，使土壤具有特殊的吸附性、酸碱性、氧化－还原性和生物活性．而土壤的温度、湿度和ｐＨ值以及有机质含量都会影响土壤的生物有效性．１）土壤质地及土壤密度土壤质地又称土壤机械组成，指的是土壤中矿物颗粒的大小及其组成比例．土壤质地直接关系着土壤紧实程度、孔隙数量，进而影响着土壤通气、透水及土壤环境背景值等性能，从而影响了重金属的生物有效性．郭观林等［２３］研究发现，重金属元素在黑土中生物活性的大小为Ｃｄ＞Ｃｕ＞Ｚｎ＞Ｐｂ．同一地点的土壤，重金属在耕层的生物有效性系数高于非耕层，人类活动与外源重金属会改变重金属在土壤中的生物活性，污染愈严重的土壤，其重金属元素的生物活性也愈高．胡星明等［２４］发现，磷肥和稻草可改变土壤紧实程度、孔隙数量，从而改变重金属Ｃｕ、Ｃｄ、Ｚｎ和Ｐｂ在土壤中的化学分布形态，并降低重金属的生物有效性．２）土壤ｐＨ值土壤ｐＨ值是许多化学性质的综合反映，它影响土壤重金属的生态效应、环境效应．在自然条件下，土壤的酸碱度主要受土壤盐基状况所支配，而土壤的盐基状况决定着淋溶过程和吸附过程的相对强度．廖敏等［２５］发现，土壤中当ｐＨ小于６时被吸附的镉生物有效态随着ｐＨ的升高而增加，当ｐＨ大于６时被吸附的镉生物有效态随ｐＨ升高而降低，在土壤中加入粉煤灰使土壤ｐＨ上升，重金属生物有效性下降．３）有机质土壤有机质含量是影响重金属生物有效性的最主要因素之一．土壤有机质通过两方面影响重金属的有效性［２６ ２７］：一是有机质通过吸附重金属而形成稳定的复合物；二是有机质给土壤溶液提供螫合剂，从而影响土壤重金属的活性．有研究表明，高有机质环境的土壤中，ＥＤＴＡ提取态的重金属含量比低有机质土壤要高，有机质的矿化可能导致土壤中重金属流失风险增大，说明可溶态有机质浓度增大有增加重金属溶解度的风险．张亚丽等［２８］发现不同类型有机肥的施用明显降低了土壤中有效性Ｃｄ的含量；有机肥的施用促使交换态Ｃｄ向松结合有机态、锰氧化物结合态Ｃｄ转化．Ｃｏｖｅｌｏ等［２９］研究也表明，有机物可通过吸附、螯合等作用固定重金属，同时有机物分解形成的还原条件有利于ＣｄＳ沉淀的形成，从而降低土壤Ｃｄ的有效性．２．２ 重金属特性土壤重金属污染往往是２种或２种以上的重金属并存的复合污染，重金属相互之间产生的生物毒性一般表现为加和效应、拮抗效应和协同效应３种．一般来说，周期系同族理化性质相似的元素之间容５１１ 第２期 林亲铁，等：土壤重金属的形态分析及生物有效性研究进展 易出现拮抗作用，同周期元素化学性质极其相似可相互竞争结合部位［３０］．Ｃｈｅｎ［３１］等研究Ｃｄ，Ｐｂ，Ｃｕ，Ｚｎ和Ａｓ５种元素交互作用时发现，相互作用促进了Ｃｄ、Ｐｂ、Ｚｎ的活化，对Ａｓ反而有所抑止．可见，土壤中重金属的复合污染直接影响其生物有效性．重金属复合污染所导致的生物有效性，主要表现为植物根际环境中土壤微生物以及土壤酶的变化，从而影响整个土壤生物有效性［３２］．２．３ 根际环境植物根际环境会因根的深度和分枝的伸展模式不同而不同，较广的根际环境可以使微生物和污染物有较大、较多的空间接触，从而加强生物降解作用和对污染物质的固定．植物根不断地向根际环境输入光合作用产物，且枯死的根细胞和植物分泌物的积累使根际圈演变成为一块十分富饶的土壤，从而使根际环境成为由土壤为基质，以植物根系为中心，聚集了大量的细菌、真菌等微生物的独特“生态修复单元”．根际环境保持微生物大量繁殖，植物根得到营养物质，有利于对重金属污染物的吸收和吸附．植物根系特征和植物根际环境中重金属离子形态，是影响重金属植物吸收的关键因子．许秀琴等［３３］研究重金属形态对茎叶类蔬菜的生物有效性时发现，重金属形态对蔬菜有效性最高的是有机态和硫化态结合物．活性态重金属含量与比例是影响蔬菜累积重金属的重要因素，但不同重金属的形态对蔬菜生物有效性的影响差异较大．Ｐｂ、Ｃｄ、Ｃｕ等各重金属残渣态与蔬菜均无显著相关性，只有活性态才易被蔬菜吸收积累，对其产生毒害．２．４ 生物类型土壤中微生物、植物和动物，能够利用它们的新陈代谢改变重金属的活性或在土壤中的结合态，从而影响重金属在环境中的迁移和转化．１）微生物环境中重金属离子的长期存在使自然界中形成一些特殊的微生物，它们对有毒金属离子具有抗性，可以使重金属离子发生转化．微生物抗重金属机制包括生物吸附、胞外沉淀、生物转化、生物累积和外排作用．通过这些作用，微生物可以吸附、吸收重金属并固化之．汞、铅、锡、砷等金属或类金属离子都能在微生物的作用下通过氧化、还原和甲基化作用而失去毒性．目前，大部分微生物修复技术还局限在科研和实验室水平，实例研究还不多．２）植物植物新陈代谢活动对土壤中的重金属有不同程度的吸收、挥发、积累和固定作用．不同植物对重金属生物有效性有不同的影响．魏世强和陈事荣等［３４ ３５］研究发现，种植不同的作物会改变土壤重金属的生物可利用性，种植水稻会促进土壤中的锌向非活性的残余态转化，使土壤重金属的生物有效性降低；种植油菜后土壤锌的有效态增加、活性增加．陈素华等［３６］对重金属复合污染影响小麦种子根活力的研究表明：重金属对根活力的影响顺序Ｐｂ＞Ｃｕ＞Ｃｄ＞Ｚｎ．植物修复法也是目前研究最多的生物修复法．３）动物利用土壤中的某些低等动物如蚯蚓能吸收重金属的特性，在一定程度上降低污染土壤中重金属比例，达到动物修复重金属污染土壤的目的．有研究表明，当土壤中Ｐｂ的质量分数为１７０～１８０ｍｇ／ｋｇ时，蚯蚓的富集系数为０ ３６［３７］．３ 展望土壤重金属污染往往是区域性的，土壤又是一个复杂、综合的生态系统，它所涉及的内外因素众多，即使同一区域的各种土壤物理化学性质也存在很大差异，因此很难找到一个通用的重金属生物有效性评价方法．针对传统研究方法的局限性，今后的研究应侧重于化学形态分析方法的研究，利用现代的高科技术，如电子技术、超分子化学以及纳米技术等最新成果寻找灵敏度更高、特异性更强且能够快速检测、分析重金属的方法．同时，将目前已有的研究方法通过优势互补设计一些新型的联用技术，比如化学发光酶分析方法，将酶分析结合发光方法，从而提高重金属形态分析的灵敏度和准确性．此外，应考虑重金属复合污染的影响，确定重金属形态与生物有效性之间的关系，建立准确可靠的重金属生物有效性评价技术方法．参考文献：［１］周建民，党志，司徒粤，等．大宝山矿区周围土壤重金属污染分布特征研究［Ｊ］．农业环境科学学报，２００４，２３（６）：１１７２ １１７３．ＺｈｏｕＪｉａｎ ｍｉｎ，ＤａｎｇＺｈｉ，ＳｉｔｕＹｕｅ，ｅｔａｌ．ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎｓｉｎｓｏｉｌｓｆｒｏｍＤａｂａｏｓｈａｎｍｉｎｅａｒｅａ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｇｒｏ ｅｎｖｉｒｏｎ ｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅ，２００４，２３（６）：１１７２ １１７３．［２］钟晓兰，周生路，黄明丽，等．土壤重金属的形态分布特征及其影响因素［Ｊ］．生态环境学报，２００９，１８（４）：６１１ 广 东 工 业 大 学 学 报 第３０卷 １２６６．ＺｈｏｎｇＸｉａｏ ｌａｎ，ＺｈｏｕＳｈｅｎｇ ｌｕ，ＨｕａｎｇＭｉｎｇ ｌｉ，ｅｔａｌ．Ｃｈｅｍｉｃａｌｆｏｒｍｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｓｏｉｌｈｅａｖｙｍｅｔ ａｌｓａｎｄｉｔｓｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓ［Ｊ］．ＥｃｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎ ｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，１８（４）：１２６６．［３］韩春梅，王林山，巩宗强，等．土壤中重金属形态分析及其环境学意义［Ｊ］．生态学杂志，２００５，２４（１２）：１４９９ １５０２．ＨａｎＣｈｕｎ ｍｅｉ，ＷａｎｇＬｉｎ ｓｈａｎ，ＧｏｎｇＺｏｎｇ ｑｉａｎｇ，ｅｔａｌ．Ｃｈｅｍｉｃａｌｆｏｒｍｓｏｆｓｏｉｌｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓａｎｄｔｈｅｉｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｃｏｌｏｇｙ，２００５，２４（１２）：１４９９ １５０２．［４］韩张雄，王龙山，郭巨权，等．土壤修复过程中重金属形态的研究综述［Ｊ］．岩石矿物学志，２０１２（３）：２７１ ２７８．ＨａｎＺｈａｎｇ ｘｉｏｎｇ，ＷａｎｇＬｏｎｇ ｓｈａｎ，ＧｕｏＪｕ ｑｕａｎ，ｅｔａｌ．Ｈｅａｖｙｍｅｔａｌｆｏｒｍｓｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｏｉｌｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＥｔＭｉｎｅｒａｌｏｇｉｃａ，２０１２（３）：２７１ ２７８．［５］关天霞，何红波，张旭东，等．土壤中重金属元素形态分析方法及形态分布的影响因素［Ｊ］．土壤通报，２０１１，４２（４）：５０４ ５１０．ＧｕａｎＴｉａｎ ｘｉａ，ＨｅＨｏｎｇ ｂｏ，ＺｈａｎｇＸｕ ｄｏｎｇ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙｏｆｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｔｈｅｆａｃｔｏｒｓａｆｆｅｃｔ ｉｎｇｔｈｅｓｐｅｃｉｅｓｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｉｎｓｏｉｌ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｉｌＳｃｉｅｎｃｅ，２０１１，４２（４）：５０４ ５１０．［６］ＹｕＫＣ，ＴｓａｉＬＪ，ＣｈｅｎＳＨ，ｅｔａｌ．Ｃｈｅｍｉｃａｌｂｉｎｄｉｎｇｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｉｎａｎｏｘｉｃｒｉｖｅｒｓｅｄｉｍｅｎｔｓ［Ｊ］．ＷａｔｅｒＲｅ ｓｅａｒｃｈ，２００１，３５（１７）：４０８６ ４０９４．［７］章骅，何品晶，吕凡，等．重金属在环境中的化学形态分析研究进展［Ｊ］．环境化学，２０１１，３０（１）：１３０ 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ｔａｎ，ＤｕＷｅｉ，ｅｔａｌ．ＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆＣｕ，Ｚｎ，Ｆｅ，ＭｎｓｐｅｃｉｅｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｉｌｓｂｙｍｏｄｉｆｉｅｄＢＣＲａｎｄｔｅｓｓｉｅｒｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｎ ｓｔｒｕｍｅｎｔａｌＡｎａｌｙｓｉｓ，２００９（３）：２９７ ２９８．［１３］ＱｕｅｖａｕｖｉｌｌｅｒＰ，ＲａｕｒｅｔＧ，ＧｒｉｅｐｉｎｋＢ．Ｓｉｎｇｌｅａｎｄｓｅ ｑｕｅｎｔｉａｌｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔｓａｎｄｓｏｉｌｓ［Ｊ］．ＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓａｎｄＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎｉｎＡｎａｌｙｔｉｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，１９９３，（５１）：２３１ ２３５．［１４］ＲａｕｒｅｔＧ，Ｌｏｐｅｚ ＳａｎｃｈｅｚＪＦ，ＳａｈｕｑｕｉｌｌｏＡ，ｅｔａｌ．Ｉｍ ｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅＢＣＲｔｈｒｅｅｓｔｅｐｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｐｒｏ ｃｅｄｕｒｅｐｒｉｏｒｔｏｔｈｅｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｎｅｗｓｅｄｉｍｅｎｔａｎｄｓｏｉｌｒｅｆｅｒｅｎｃｅｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＭｏｎｉｔｏ ｒｉｎｇ，１９９９，１：５７ ６１．［１５］ＨａｓｓＡ，ＦｉｎｅＰ．Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｓｅｌｅｃｔｉｖｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅ ｄｕｒｅｓｆｏｒｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｉｎｓｏｉｌｓ，ｓｅｄｉｍｅｎｔ，ａｎｄｗａｓｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｃｒｉｔｉｃａｌｒｅｖｉｅｗ［Ｊ］．ＣｒｉｔｉｃａｌＲｅｖｉｅｗｓｉｎＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１０，４０（５）：３６５ ３９９［１６］任理想．土壤重金属形态与溶解性有机物的环境行为［Ｊ］．环境科学与技术，２００８，７（７）：７０ ７１．ＲｅｎＬｉ ｘｉａｎｇ．Ｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｐｅｃｉｅｓｉｎｓｏｉｌａｎｄｅｎｖｉｒｏｎ ｍｅｎｔｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｄｉｓｓｏｌｖｅｄｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒ［Ｊ］．Ｅｎｖｉｒｏｎ ｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００８，７（７）：７０ ７１．［１７］张朝阳，彭平安，刘承帅，等．华南电子垃圾回收区农田土壤重金属污染及其化学形态分布［Ｊ］．生态环境学报，２０１２，２１（１０）：１７４２ １７４８．ＺｈａｎｇＣｈａｏ ｙａｎｇ，ＰｅｎｇＰｉｎｇ ａｎ，ＬｉｕＣｈｅｎ ｓｈｕａｉ，ｅｔａｌ．Ｈｅａｖｙｍｅｔａｌｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎｓａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｓｐｅｃｉａｔｉｏｎｏｆｆａｒｍｌａｎｄｓｏｉｌｓｉｎａｎｅ ｗａｓｔｅｒｅｃｙｃｌｉｎｇｔｏｗｎｉｎＳｏｕｔｈＣｈｉｎａ［Ｊ］．ＥｃｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，２０１２，２１（１０）：１７４２ １７４８．［１８］ＭａＬＱ，ＲａｏＧＮ．Ｃｈｅｍｉｃａｌｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎｏｆｃａｄｍｉｕｍ，ｃｏｐｐｅｒ，ｎｉｃｋｅｌ，ａｎｄｚｉｎｃｉｎｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｓｏｉｌｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＱｕａｌｉｔｙ，１９９７，２６（１）：２５９ ２６４．［１９］刘霞，刘树庆．土壤重金属形态分布特征与生物效应的研究进展［Ｊ］．农业环境科学学报，２００６，（３）：４０７ ４１０．ＬｉｕＸｉａ，ＬｉｕＳｈｕＱｉｎｇ．Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｒｅｌａｔｉｏｎ ｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｐｅｃｉａｔｉｏｎａｎｄｂｉｏａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙｉｎｓｏｉｌｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｇｒｏ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅ，２００６，（３）：４０７ ４１０．［２０］王亚平，鲍征宇，侯书恩．尾矿库周围土壤中重金属存在形态特征研究［Ｊ］．岩矿测试，２０００，１（３）：７ １２．ＷａｎｇＹａ ｐｉｎｇ，ＢａｏＺｈｅｎｇ ｙｕ，ＨｏｕＳｈｕ ｅｎ．Ｓｔｕｄｙｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｐｅｃｉｅｓｉｎｔｈｅｓｏｉｌｓｎｅａｒｔｈｅｔａｉｌｉｎｇｓ［Ｊ］．ＲｏｃｋａｎｄＭｉｎｅｒａｌＡｎａｌｙｓｉｓ，２０００，１（３）：７７１１ 第２期 林亲铁，等：土壤重金属的形态分析及生物有效性研究进展 １２．［２１］朱阓婉，沈壬水，钱钦文．土壤中金属元素的五个组分的连续提取法［Ｊ］．土壤，１９８９，１０（５）：１６３ １６６．ＺｈｕＹａｎ ｗａｎ，ＳｈｅｎＲｅｎ ｓｈｕｉ，ＱｉａｎＱｉｎ ｗｅｎ．Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｆｉｖｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆｍｅｔａｌｅｌｅｍｅｎｔｓｉｎｔｈｅｓｏｉｌ［Ｊ］．Ｓｏｉｌ，１９８９，１０（５）：１６３ 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９１．［２７］ＫａｒｉＹｌｉｖａｉｎｉｏ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｉｒｏｎｃｈｅｌａｔｅｓｏｎｔｈｅｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｉｎｃａｌｃａｒｅｏｕｓｓｏｉｌｓ［Ｊ］．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｏｌ ｌｕｔｉｏｎ，２０１０，１５８：３１９４ ３２００．［２８］张亚丽，沈其荣，姜洋．有机肥料对镉污染土壤的改良效应［Ｊ］．土壤学报，２００１，３８（２）：２１２ ２１８．ＺｈａｎｇＹａ ｌｉ，ＳｈｅｎＱｉ ｒｏｎｇ，ＪｉａｎｇＹａｎｇ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｏｒｇａｎ ｉｃｍａｎｕｒｅｏｎｔｈｅａｍｅｌｉｏｒａｔｉｏｎｏｆＣｄ ｐｏｌｌｕｔｅｄｓｏｉｌ［Ｊ］．ＡｃｔａＰｅｄｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，２００１，３８（２）：２１２ ２１８．［２９］ＣｏｖｅｌｏＥＦ，ＶｅｇａＦＡ，ＡｎｄｒａｄｅＭＬ．Ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅｓｏｒｐ ｔｉｏｎａｎｄｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｂｙｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓｏｉｌｃｏｍ ｐｏｎａｎｔｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｚａｒｄｏｕｓＭａｔｅｒｉａｌｓ，２００７，１４０（１ ２）：３０８ ３１５．［３０］王学锋，杨艳琴．土壤－植物系统重金属形态分析和生物有效性研究进展［Ｊ］．化工环保，２００４，２４（１）：２４ ２８．ＷａｎｇＸｕｅ ｆｅｎｇ，ＹａｎｇＹａｎ ｑｉｎ．Ｐｒｏｇｒｅｓｓｅｓｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｓｐｅｃｉａｔｉｏｎａｎｄｂｉｏａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｉｎｓｏｉｌ ｐｌａｎｔｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓ ｔｒｙ，２００４，２４（１）：２４ ２８．［３１］ＣｈｅｎＨｕａｉ ｍａｎ，ＺｈｅｎｇＣｈｕｎ ｒｏｎｇ，ＷａｎｇＳｈｅｎ ｑｉａｎｇ，ｅｔａｌ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄｐｏｌｌｕｔｉｏｎａｎｄｐｏｌｌｕｔｉｏｎｉｎｄｅｘｏｆｈｅａｖｙｍｅｔ ａｌｓｉｎＲｅｄＳｏｉｌ［Ｊ］．Ｐｅｄｏｓｐｈｅｒｅ，２０００，１０（２）：１１７ １２４．［３２］许嘉林，杨居荣．陆地生态系统中的重金属［Ｍ］．北京：中国环境科学出版社，１９９５．［３３］许秀琴，朱勇，孙亚米，等．土壤重金属的形态特征及其对蔬菜的影响研究［Ｊ］．安徽农学通报，２０１２，１８（９）：９１ ９２．ＸｕＸｉｕ ｑｉｎ，ＺｈｕＹｏｎｇ，ＳｕｎＹａ ｍｉ，ｅｔａｌ．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｆｏｒｍｓｉｎｓｏｉｌａｎｄｔｈｅｉｒｅｆｆｅｃｔｓｏｎｖｅｇｅｔａｂｌｅｓ［Ｊ］．ＡｎｈｕｉＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＢｕｌｌｅｔｉｎ，２０１２，１８（０９），９１ ９２．［３４］魏世强，陈事荣，刘陈．水稻对紫色土锌的形态转化和有效性影响的研究［Ｊ］．西南农业大学学报，１９９０，１２（６）：６０４ ６０８．ＷｅｉＳｈｉ ｑｉａｎｇ，ＣｈｅｎＳｈｉ ｒｏｎｇ，ＬｉｕＣｈｅｎ．Ｔｈｅｓｔｕｄｙｏｎｚｉｎｃｆｏｒｍｓ，ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙｉｎｔｈｅｓｏｉｌｕｎ ｄｅｒｒｉｃｅｃｒｏｐ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｕｔｈｗｅｓｔＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉ ｖｅｒｓｉｔｙ，１９９０，１２（６）：６０４ ６０８．［３５］陈事荣，魏世强，刘陈，等．油菜对紫色土锌的形态转化和有效性影响的研究［Ｊ］．西南农业大学学报，１９９０，１２（６）：６１３ ６１６．ＣｈｅｎＳｈｉ ｒｏｎｇ，ＷｅｉＳｈｉ ｑｉａｎｇ，ＬｉｕＣｈｅｎ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｒａｐｅｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎｏｎｆｏｒｍｓｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄａｖａｉｌ ａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｏｉｌｚｉｎｃ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｕｔｈｗｅｓｔＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，１９９０，１２（６）：６１３ ６１６．［３６］陈素华，孙铁珩，周启星．重金属复合污染对小麦种子根活力的影响［Ｊ］．应用生态学报，２００３，１４（４）：５７７ ５８０．ＣｈｅｎＳｕ ｈｕａ，ＳｕｎＴｉｅ ｈｅｎｇ，ＺｈｏｕＱｉ ｘｉｎｇ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃｏｍｂｉｎｅｄｐｏｌｌｕｔｉｏｎｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｏｎｒｏｏｔｖｉｔａｌｉｔｙｏｆｗｈｅａｔｓｅｅｄｓ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＥｃｏｌｏｇｙ，２００３，１４（４）：５７７ ５８０．［３７］宋于侬．土壤重金属污染的生物修复法研究［Ｊ］．广东化工，２０１１，３８（９）：１２２ １２３．ＳｏｎｇＹｕ ｎｏｎｇ．Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｒｅｐａｉｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｔｏｔｒｅａｔｈｅａｖｙｍｅｔａｌｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎｉｎｓｏｉｌ［Ｊ］．ＧｕａｎｇｄｏｎｇＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１１，３８（９）：１２２ １２３．８１１ 广 东 工 业 大 学 学 报 第３０卷 。
土壤中重金属形态分析研究进展
·52·
素的种类以及萃取目的不同，所用的试剂也不同. 常用的萃取剂主要可以分为酸、螫合剂、中性盐和 缓冲剂 4 类. 2.2 多级提取法
·53·
实验室,2001,20(6):103- 108. 〔2〕刘清,王子健,刘鸿霄.重金属形态与生物毒性及
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2
Fe-Mn氧化物结合态（B2）
0.1mol/L NH2OH·HCl(用2 mol/L HNO3调pH至2)
40
22±5
30rpm，震荡16h（过夜）；4000rpm离心15min分钟，取出一定量上清液、过滤，待测；残留物加入20ml去离子水清洗，离心15min。
所剩残留物留待第三步使用。
3
有机物和硫化物结合态（B3）
8.8 mol/L H2O2
8.8 mol/L H2O2
1 mol/L NH4OAc(用2 mol/L HNO3调pH至2)
10
10
50
22±5
85±2
85±2
22±5
消解1h(偶尔震动)
消解1h（水浴）
消解1h（水浴）
30rpm，震荡16h（过夜）；4000rpm离心15min分钟，取出一定量上清液、过滤，待测。
50ml聚乙烯离心管
水平振荡，加3ml混酸（HNO3: HClO4: HF = 1:1:1），在185±5℃高温闷罐法消解8h。
HHS型
电热恒温水浴锅
Cd, Cr, Pb, Cu, Zn, Ni
2g样品，100ml聚乙烯离心管
欧共体物质标准局提出的BCR逐级提取法(1g1mm土壤样品)
步骤
重金属
形态分级
试剂
体积(ml)
温度(℃)
萃取时间
1
水溶态、可交换态、碳酸盐结合态（B1）
0.11 mol/L CH3COOH
40
22±5
30rpm，震荡16h（过夜）；4000rpm离心15min分钟，取出一定量上清液、过滤，待测；残留物加入20ml去离子水清洗，离心15min。