[发明专利]一种用于监测耕地镉输入输出平衡的方法

摘要

本发明提供一种用于监测耕地镉输入输出平衡的方法，基于自然界的镉由8种同位素组成，且每种镉同位素在自然界中的丰度都是恒定不变的原则，采用含有8种镉同位素的任何一种高纯度的镉同位素物质对待检测土壤进行标记，在标记后的待监测土壤上种植植物，以获取四个样本，测定出来标记镉同位素和用于标记物质中所不含镉同位素的量，可量化盆钵土壤镉的输入量和输入量，用于长期监测土壤镉外来镉污染的程度和镉输入与输出平衡和消长规律；利用标记土壤上种植作物的标记镉同位素的丰度变化还可比较准确地反映外源输入的镉对作物农产品镉污染的实际贡献大小，以监控待监测土壤中镉污染输入输出平衡关系以及外来镉污染对作物农产品镉污染的实际贡献率。

主权项

1.一种用于监测耕地镉输入输出平衡的方法，其特征在于，其包括以下步骤:S1.用含镉同位素的物质对待监测耕地土壤进行标记，并获取初始对照土壤样品，所述物质中含有七种不同的镉同位素；S2.将标记后的土壤分装至培养钵中，并将其置于待监测耕地中，在一个监测周期内，留存第一茬作物的茎叶及监测周期内最后一茬作物，留存培养钵内残存物；S3.基于自然界中每一种镉同位素的丰度恒定的原则，以获取待监测土壤外源镉的净输入量和土壤中原有镉的输出量；并获取植物检测样品中来自自然镉与来自标记镉同位素的含量及其比值；所述物质中包含用于标记的第一镉同位素，且所述第一镉同位素在该物质中的丰度已知；所述步骤S2包括将收获最后一茬作物后的培养钵置于室内，待培养钵内土壤中无水分外流时，取培养钵内全部残存物，以获取周期末土壤监测样品；所述步骤S3包括以下步骤：基于初始对照土壤样品、初始对照植物样品、周期末监测植物样品、周期末土壤监测样品，分别获取上述四个样品中每个样品的总重量、每个样品中第一镉同位素的含量、和每个样品中第二镉同位素的含量，且所述第二镉同位素不包含在所述物质中的七种镉同位素的之中；其中，所述初始对照植物样品为所述第一茬作物的茎叶，所述周期末监测植物样品为监测周期内最后一茬作物；所述步骤S3中待监测土壤外源镉的净输入量计算方法包括以下步骤：定义：初始对照土壤样品表示为CKS，初始对照植物样品表示为CKP，周期末土壤检测样品表示为MNS，周期末植物监测样品表示为MNP，i表示第二镉同位素的自然丰度；则，土壤外源镉的净输入量＝MNS自然镉的量‑CKS自然镉的量；其中，MNS自然镉的量＝MNS中第二镉同位素含量÷i×MNS重量；CKS自然镉的量＝CKS中第二镉同位素含量÷i×CKS重量；所述步骤S3中样品土壤中原有镉的输出量计算方法包括以下步骤：样品中第一镉同位素的总量＝总第一镉同位素的总量‑自然镉中的第一镉同位素的总量；样品中自然镉的总量＝第二镉同位素的总量÷i；样品中自然镉中第一镉同位素的总量＝自然的中第二镉同位素的总量÷i×j；样品全镉量＝自然镉的总量+第一镉同位素的重量÷第一镉同位素在用于标记的物质中的百分含量；土壤原有镉的输出量＝(CKS中第一镉同位素的含量×CKS重量‑MNS中第一镉同位素的含量×MNS的重量)×CKS中全镉的含量÷CKS中第一镉同位素的量；其中，j表示第一镉同位素的自然丰度；所述步骤S5中计算植物样品中来自自然镉与来自标记第一镉同位素的比值方法为：植物样品中标记第一镉同位素的百分比＝样品中用于标记的第一镉同位素的含量÷样品中全部镉同位素的含量*100％。