菜園土壤中鉛和鎘生物有效性的同位素稀釋研究方法.pdf

1、農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境的重金屬含量不僅與農(nóng)作物的生長(zhǎng)及質(zhì)量密切相關(guān)，也關(guān)系到農(nóng)作物的食用安全性。土壤中重金屬的生物可利用率除了取決于土壤中的重金屬總量，更與其存在形態(tài)密切相關(guān)。重金屬的形態(tài)決定了其在土壤中的生物活性，即反映了重金屬對(duì)種植農(nóng)作物的生物有效性。因此，建立快速、準(zhǔn)確的土壤中重金屬生物活性的評(píng)價(jià)方法，對(duì)控制蔬菜的重金屬污染、提高蔬菜食用安全性有重要的理論和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本論文建立了菜園土壤中重金屬（Pb和Cd）的同位素稀釋電感耦合等離子體

2、質(zhì)譜（ID-ICP-MS）測(cè)定方法；并以同位素稀釋原理為基礎(chǔ)，建立了菜園土壤中Pb和Cd生物有效性的測(cè)定方法。
　　本論文分為四章：
　　第一章闡述了菜園土壤及蔬菜中重金屬Pb和Cd的污染情況，土壤中Pb和Cd總量和形態(tài)的分析方法，以及土壤中Pb和Cd生物有效性評(píng)價(jià)的研究方法。
　　第二章建立了菜園土壤中微量Pb和Cd含量的ID-ICP-MS測(cè)定方法。試驗(yàn)對(duì)ICP-MS的儀器參數(shù)、同位素稀釋劑的加入量等測(cè)量條件進(jìn)行了優(yōu)

3、化，對(duì)質(zhì)譜干擾、儀器死時(shí)間及質(zhì)量歧視因素等對(duì)測(cè)量產(chǎn)生的干擾因素進(jìn)行了討論和校正。此外，用反同位素稀釋法準(zhǔn)確標(biāo)定了富集同位素試劑的準(zhǔn)確濃度。在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)定了土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GBW07423）中鉛和鎘的含量分別為24.4±0.3μg/g和0.0949±0.0033μg/g，與標(biāo)稱值（分別為25±5μg/g和0.10±0.02μg/g）基本符合，方法的回收率分別為97.6％和94.9%，且測(cè)量精密度好。在同樣條件下測(cè)定了幾個(gè)不同采樣點(diǎn)的

4、菜園土壤中微量Pb和Cd的含量。結(jié)果表明，多數(shù)土壤中鉛和鎘的含量達(dá)到甚至超過食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（HJ332-2006）中的相應(yīng)限量值。
　　第三章基于同位素稀釋法建立了菜園土壤中Pb和Cd活性的E值測(cè)量方法。通過在土壤懸濁液中加入一定量的富集同位素試劑（206Pb、112Cd），測(cè)定在不同平衡時(shí)間溶液的同位素比值（208Pb/206Pb及112Cd/111Cd），利用同位素稀釋計(jì)算方法獲得Et值。同時(shí)將Et值與單一化學(xué)

5、試劑提取及連續(xù)提取的測(cè)量值進(jìn)行比較。結(jié)果表明：用E值方法測(cè)得1 min時(shí)間的XMTA、PTHJ和QZDH三個(gè)土壤樣品中活性Pb的含量（E1min)分別為2.15μg/g、6.64μg/g和94.1μg/g；活性Cd的含量（E1min)分別為0.0710μg/g、0.243μg/g和0.0790μg/g。與單一化學(xué)試劑提取結(jié)果比較，E1min明顯大于0.01 mol/L NaNO3和0.43mol/L CH3COOH的提取量，但又小于0.

6、05 mol/L EDTA對(duì)土壤中鉛和鎘的提取量。對(duì)比BCR連續(xù)提取結(jié)果可知，E1min大于BCR提取法的酸可溶態(tài)含量，但小于可還原態(tài)的相應(yīng)含量。因此，利用測(cè)定的E1min值，可快速地反映土壤中Pb和Cd的生物可利用程度。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Et的值隨著振蕩時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)緩慢增大，如E1d超過了0.05 mol/L EDTA的提取值，這可能是由于土壤顆粒對(duì)加入的同位素試劑產(chǎn)生“固定”的緣故。
　　第四章以同位素稀釋原理為基礎(chǔ)，建立了菜園土

7、壤中Pb和Cd生物有效性的L值測(cè)定方法。在土壤中加入一定量的富集同位素試劑（202Pb、112Cd），并進(jìn)行蔬菜盆栽試驗(yàn)，通過對(duì)種植的蔬菜中可食用（莖和葉）和不可食用部分（根部）吸收Pb或Cd的準(zhǔn)確測(cè)量，即可獲得土壤中Pb和Cd的L值。此外，在種植過程中用BCR連續(xù)提取法測(cè)定了不同種植時(shí)間里根際土壤中各形態(tài)Pb或Cd的同位素比值（208Pb/206Pb及112Cd/111Cd）。結(jié)果表明：所添加的富集同位素試劑在供試土壤中與各個(gè)形態(tài)產(chǎn)生