[发明专利]生态环境与土壤质量评价中元素的生物可利用态的选择性提取方法

说明书

本发明涉及土地质量评价领域，公开了生态环境与土壤质量评价中元素的生物可利用态的选择性提取方法，包括以下步骤：1）采集具有代表性的样品，捡除生物屑，烘干后粉碎至不大于150目；2）在粉碎后的样品中加入酸性提取剂进行提取,提取的温度为60±5℃；所述酸性提取剂为盐酸或硝酸或王水，所述盐酸或硝酸或王水的质量百分比浓度为10%；3）将提取后的混合物进行固液分离，分离液稀释后用于仪器分析测定生态环境与土壤质量评价中的元素的生物可利用态。本发明的优点在于：能够一次性提取出土壤或沉积物中能被动、植物吸收的有益或有害元素的生物可利用态，消除了赋存于硅酸盐矿物中的、占该有益或有害元素大部分的、而不能被动、植物吸收的元素残渣态对土壤质量或生态环境评价的干扰。

技术领域

本发明属于土壤或沉积物的土地质量评价或生态环境评价领域，具体涉及生态环境与土壤质量评价中元素的生物可利用态的选择性提取方法。目的是仅提取土壤或沉积物中能被动、植物吸收的元素的生物可利用态，剔除赋存于硅酸盐矿物中的不易影响动、植物生长的元素残渣态，消除元素的残渣态对生态环境或土壤质量评价的干扰，从而更科学、更合理地进行生态环境和土地质量的元素背景值评估和污染或亏损程度评价。

背景技术

有毒有害元素或有益元素以及稀有稀散稀土元素在土壤或沉积物中的含量高低是元素地球化学的重要研究内容，也是生态环境和土壤质量评价的重要内容之一。元素地球化学主要研究元素在土壤或沉积物中的赋存形式和不同赋存形式的地球化学行为及其分布与分配特征；生态环境质量和土壤质量评价主要是研究铬、铜、铅、锌等有毒有害元素和硼、硒、钼等有益元素以及镓、锗、碲、钪、镧、铕等其他稀有稀散稀土元素在土壤或沉积物中的含量高低对动、植物生长以及其成品对人类健康的可能影响，而分析测试技术是上述研究的重要组成部分。土壤或沉积物中元素的赋存形态连续提取分析的结果认为，有毒有害元素或有益元素以及稀有稀散稀土元素在自然界中可以呈离子可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物态、有机-还原态和残渣态这五种化学赋存形态存在于大自然中。一般认为可交接态的上述各类元素是动、植物直接利用的化学形态；而碳酸盐结合态的各类元素在酸性环境中可以离解成离子态被动、植物吸收；铁锰氧化物态在还原条件下可以离解成离子状态被动、植物吸收；有机-还原态在氧化环境中可以被氧化成离子态被动、植物吸收利用；残渣态主要呈现为硅酸盐矿物态，是地质历史过程中外生地质作用的风化、搬运作用的残存物，其化学性质相对稳定，赋存于硅酸盐矿物中的上述各类元素正常情况下很难被动、植物吸收利用，其释放过程需要漫长的外生地质作用过程才能完成（以数万、数十万年乃至数百万年计），因而几乎不对生态环境和土壤质量造成实质性影响。土壤或沉积物在自然界中常常在干旱时处于氧化环境，雨季或湿润的条件下处于还原环境（此时常常因腐质酸的存在还呈现为酸性环境）。可见，在自然界的土壤或沉积物中的上述前四种化学赋存形态在一定的条件下都有可能转化成被动、植物吸收的离子状态。因而，我们认为能影响动、植物生长或者被吸收到其成品中并可能影响人类健康的常常是上述元素的前四种赋存形态（可以称之为非残渣态）；显然，生态环境或土壤质量的元素含量评价应该只需要评估这些元素的非残渣态的含量即可。但目前我国各类土壤质量或生态地球化学评价规范中常常采用元素的全样总量的分析方法（即非残渣态与残渣态元素的总和），这显然是不合理和不科学的。

目前进行土壤或沉积物中的铬、铜、铅、锌等有毒有害元素和硼、硒、钼等有益元素以及锂、钛、镭、镓、锗、碲、钪、镧、铕、钇等稀有稀散稀土元素的生态环境或土壤质量评价时通常采用的是全样总量分析（Whole-rock geochemical analysis）方法，利用这些元素的总量进行生态环境或土壤质量评价。由于全样总量分析的这些元素既包含有赋存于碎屑矿物中搬运而来的、几乎不可能被动、植物吸收的元素残渣态，也包含有在外生地质作用过程中形成的可以被动、植物吸收的元素的非残渣态。显然，土壤或沉积物的生态环境或土壤质量评价需要的是这些元素的非残渣态的评价，而不是全样总量的评价。因而我们需要一种能剔除赋存于硅酸盐矿物中的这些元素的残渣态部分的选择性提取分析测试方法。