利用 BCR法和 Maiz法提取蔗田土壤中重金属的研究
王晓飞;许桂苹;洪欣;陈丽君;梁晓曦
【摘 要】The occurrence characteristics of heavy metals Cu, Zn, Pb, Cd and Ni in the soil samples of sugarcane fields in Guangxi were analyzed by using BCR and Maiz quential extraction procedures respectively.The results showed that Cu, Zn, Pb, Cd and Ni existed mainly in residual fraction, and they had a lower potential bioavailability.Pb existed mainly in reducible fraction or chelated fraction, and it possd a certain potential bioavailability.In addition, BCR method acquired higher recovery rate of heavy metal than Maiz method, but the quantity of effective-state Cu, Zn, Pb, Cd and Ni measured by Maiz method was all higher than that of weak-acid-extractable-state Cu, Zn, Pb, Cd and Ni measured by BCR method.%分别采用BCR法和Maiz法两种连续提取法，对蔗田土壤样品中重金属元素Cu、Zn、Pb、Cd和Ni进行了形态分析。结果表明：Cu、Zn、Pb、Cd和Ni均主要以残渣态的形式赋存，具有较低的潜在生物有效性；Pb主要以可还原态或螯合态的形式存在，具有一定的潜在生物有效性；BCR法得到的重金属回收率高于Maiz法的，但是Maiz法测得的有效态Cu、Zn、Pb、Cd和Ni的量均高于BCR法测得的弱酸提取态的量。
min是什么意思【期刊名称】《江西农业学报》
【年(卷),期】2015(000)001
【总页数】4页(P90-92,96)
【关键词】BCR法;Maiz法;蔗田土壤;重金属;化学形态;提取
【作 者】王晓飞;许桂苹;洪欣;陈丽君;梁晓曦
不想再爱不明白的爱英文版【作者单位】广西大学 轻工与食品工程学院，广西 南宁 530004; 广西壮族自治区环境监测中心站，广西 南宁 530028;广西大学 轻工与食品工程学院，广西 南宁 530004; 广西壮族自治区环境监测中心站，广西 南宁 530028;广西壮族自治区环境监测中心站，广西 南宁 530028;广西大学 轻工与食品工程学院，广西 南宁 530004;广西壮族自治区环境监测中心站，广西 南宁 530028
love the way you lie中文歌词【正文语种】中 文
【中图分类】S151.93
土壤中重金属元素对农业生态系统和人类健康的危害不仅受到总量的影响,更取决于重金属元素的存在形态及比例[1-3]。重金属元素的总量可以说明重金属元素的累积状况[4],但并不能很好地反映其化学活性和生物可利用性。重金属元素的形态分布是决定生物有效性的基础,也是评估重金属元素迁移性的有效方法[5],更可以直观地了解土壤重金属污染情况以及评估重金属元素的环境效应。
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目前,土壤中重金属元素形态分析多采用连续提取形态分析法,如Tessier等在1979年提出的五步连续提取法,简称Tessier法[6]; Cambrell[7]提出的六步连续提取法; Shuman[8]提出七步连续提取法; Forstner等在1986年提出的六步提取法,简称Forstner法[9];欧共体标准物质局于1992年提出的1种三级四步法,简称BCR法[10]。BCR法已经在国内外被广泛应用于土壤和沉积物重金属的污染研究中；在此基础上, Maiz等[11-12]提出了更简便的三步提取法用于提取土壤中活性重金属。
本文以广西甘蔗产区的蔗田土壤为研究对象,采用BCR法和Maiz法,分别将蔗田土壤中的重金属形态分为4种(离子交换态和碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物及硫化物结合态、残渣态)和3种(可交换态、螯合态、残渣态)，逐步提取分离,最后测定并分析了蔗田土
壤中的不同形态Cu、Zn、Pb、Cd和Ni的含量,并对两种方法测定结果的差异进行了分析,以期为我国今后开展污染土壤中重金属的生物有效性监测和污染评价奠定基础。
1.1 采样区概况
以广西某甘蔗产区的蔗田土壤为研究对象。采样方法为五点法,取表层(0～20 cm)土壤。采用四分法取样,土壤样品经自然风干后过100目筛，备用。采用微波消解法测定各样品中的元素总量,然后用电感耦合等离子光谱法(ICP-AES)测定各元素的含量;用2.5∶1水土比-pH计法测定pH值。
1.2 BCR连续提取法
土壤中重金属元素的三步连续提取程序将重金属分为弱酸提取态(可交换态和碳酸盐结合态)、可还原态(铁锰氧化物结合态)、可氧化态(有机物及硫化物结合态)和残渣态共4种形态。具体实验步骤如下:
(1)弱酸提取态:称取1.000 g土壤样品,用40 mL 0.11 mol/L的HAc溶液在(22±5)℃下振荡提取16 h,然后以3000 r/min离心分离20 min,取上清液分析。
(2)铁锰氧化物结合态:经第1步处理后的残余物用40 mL 0.5 mol/L NH2·HCl溶液于(22±5)℃下振荡提取16 h,然后以3000 r/min离心分离20 min,取上清液分析。
(3)有机物及硫化物结合态:经第2步处理后的残余物用10 mL 8.8 mol/L H2O2于室温消化1 h,继续在(85±2)℃下消化至体积减少至3 mL；重复加10 mL 8.8 mol/L H2O2在(85±2)℃下消化至体积减少至1 mL；向湿冷的剩余物加50 mL 1.0 mol/L NH4Ac溶液,在(22±5)℃下振荡提取16 h,然后以3000 r/min离心分离20 min,取上清液分析。
(4)残渣态:称取经第3步处理后的残余物0.1000 g,用水润湿,分别加入HCl、HNO3、HClO4、HF 3、2、1、5 mL,放于电热板上加热至高氯酸白烟冒净,再加入1 mL 1+1 HCl,加热至盐类溶解,取下冷却,用水定容到10 mL,待测。
1.3 Maiz连续提取法
保证英文参考Maiz等提出的3步连续提取方法,将包含于其中的重金属分成3种不同的形态,即可交换态、螯合态(包括络合态、吸附态以及碳酸盐结合态)和残渣态。具体实验步骤如下:
(1)称取3 g土壤样品，加入30 mL 0.01 mol/L CaCl2溶液,室温振荡2 h,然后以3000 r/min离
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心分离20 min,取上清液分析。
(2)经第1步处理后的残余物用超纯水洗2次,离心弃去废液。再在样品中加入6 mL提取液(0.005 mol/L DTPA,0.1 mol/L TEA和0.01 mol/L的CaCl2混合溶液; pH=7.3±0.05),在室温下振荡4 h,然后以3000 r/min离心分离20 min,取上清液分析。
(3)经第2步处理后的残余物用超纯水洗2次,离心弃去废液,剩余土壤用HNO3和HF混合酸消解。
2.1 土壤重金属含量的分布特征
四级分数分配情况将蔗田土壤样品进行微波全消解,然后采用电感耦合等离子体发射光谱仪分析测定重金属元素Cu、Zn、Pb、Cd和Ni的含量,结果见表1。从表1中可以看出,该蔗田的3个土壤样品中5种重金属的含量分布规律一致,其含量高低顺序为Pb>Zn>Cu>Ni>Cd。此外,土壤样品1中Cd的含量最高,土壤样品2中Pb的含量最高,土壤样品3中Cu、Zn、Ni的含量最高。
2.2 采用BCR法分析重金属形态的结果
本文采用BCR的三步形态分析法,分析了蔗田土壤样品中重金属Cu、Zn、Pb、Cd和Ni的赋存形态，结果见表2。在3个土壤样品中,重金属Cu、Zn、Cd和Ni的化学形态均以残渣态为主,该形态被认定为最不易活化迁移的形态。具体而言，土壤中重金属Cu各化学形态含量的高低顺序为:残渣态>可还原态>可氧化态>弱酸提取态；Zn各形态含量的顺序为:残渣态>可氧化态>可还原态>弱酸提取态；Ni的顺序为:残渣态>可氧化态>弱酸提取态>可还原态；Cd的顺序为:残渣态>可还原态>可氧化态>弱酸提取态。上述结果表明蔗田土壤中重金属Cu、Zn、Cd和Ni具有较低的潜在生物有效性,在目前环境下不会对蔗田土壤环境质量产生明显的影响。重金属Pb各形态含量的高低顺序为:可还原态>残渣态>可氧化态>弱酸提取态，其中可还原态占有绝对的优势,主要以水合氧化铁、氧化锰形成配位化合物的形式存在,具有明显的氧化还原效应,当环境的pH值和氧化还原电位改变时,其可以缓慢转化为对有机体有较大潜在毒性的弱酸提取态[13-14]。表明该蔗田土壤中重金属Pb具有一定的潜在生物有效性,存在潜在生态风险。
此外,采用BCR提取法得到的Cu、Zn、Cd、Pb和Ni的回收率为76%～99%(表2),表明该方法获取的实验结果可靠。
hurry什么意思2.3 采用Maiz法分析重金属形态的结果
采用Maiz法分析蔗田土壤中不同形态的Cu、Zn、Pb、Cd和Ni含量，结果见表3。在供试的3个蔗田土壤样品中,重金属Cu、Zn、Cd和Ni的残渣态占据绝对的优势,其中元素Cu各化学形态含量的高低顺序是:残渣态>螯合态>可交换态,元素Zn、Cd、Ni各化学形态的含量具有相似的规律,高低顺序为:残渣态>可交换态>螯合态,跟BCR法的分析结果相近。表明蔗田土壤中重金属Cu、Zn、Cd和Ni具有较低的潜在生物有效性,在短时期内不会对蔗田土壤环境质量产生明显的影响。元素Pb各化学形态含量的高低顺序为:螯合态>残渣态>可交换态,即具有较高比率的螯合态(包括络合态、吸附态以及碳酸盐结合态),尤其是被碳酸盐吸附的Pb,对周围介质的pH值较敏感,在酸性条件下容易释放,容易转化为可交换态[15-17]。表明元素Pb对蔗田土壤环境存在潜在生态风险,存在土壤环境恶化的潜在可能性。
另外，采用Maiz提取法得到的Cu、Zn、Cd、Pb和Ni的回收率为71%～97%(表3),与BCR方法的分析结果相比,回收率偏低。究其原因，可能是因为Maiz法中残渣态的消解只采用HNO3和HF,导致样品消解不够完全；且BCR法详细划分了重金属元素的各种结合形态,提取分析技术较成熟。
选取BCR法中的弱酸提取态和可还原态作为重金属的有效态,选取Maiz法中的可交换态和螯
合态为有效态,对比表2和表3中的结果，可以发现,采用Maiz法测得有效态Cu、有效态Zn、有效态Pb、有效态Cd和有效态Ni的量大于采用BCR法测得的弱酸提取态的量。这可能是由于BCR法对铁锰氧化物结合态的提取效果不理想,在提取过程中可能发生再吸附现象[18]。ready player one
采用BCR和Maiz两种连续提取方法，对广西蔗田土壤样品中的重金属进行形态分析,结果显示：不同土样Cu、Zn、Pb、Cd和Ni含量的高低顺序一致；Cu、Zn、Cd和Ni主要以残渣态的形式赋存,具有较低的潜在生物有效性；Pb主要以可还原态的形式存在,具有一定的潜在生物有效性,存在一定程度的潜在生态风险。tuesday的发音
