摘 要 土壤是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,在維護地區(qū)和全球環(huán)境質(zhì)量方面起著極為重要的作用。隨著我國社會經(jīng)濟增長、人口數(shù)量增加,人均耕地資源占用量逐年遞減,使我國不得不長期采取各種技術(shù)措施,高強度地利用土地,以確保糧食高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)。
關(guān)鍵詞 重金屬;有機物;污染;丹東市
中圖分類號:X53 文獻標志碼:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.09.069
1 區(qū)域概括
丹東地區(qū)地處遼寧東部丘陵地區(qū),全市區(qū)共有耕地20.8萬hm2,其中,中低產(chǎn)土壤面積約占2/3,單產(chǎn)低、開發(fā)潛力大[1-2]。全市低產(chǎn)土壤共有30個土種,占耕地總面積的25.5%;中產(chǎn)土壤有30個土種,占耕地總面積的42.4%;中低產(chǎn)土壤總共有60個土種,占耕地總面積的68%;高產(chǎn)土壤16個土種,占耕地面積的32%。
2 土壤樣品的采集與制備
2.1 土壤樣品的采集
2.1.1 采樣步驟
環(huán)境樣品的分析,大致可以分為四個階段:采樣→樣品處理→分析測定→整理報告。
2.1.2 采樣方法與取點方法
主要采用挖坑剖面取樣。通過多點混合采樣原則,對丹東、鳳城、東港進行監(jiān)測,得出三個地區(qū)的理化指標監(jiān)測結(jié)果,通過分析三個地區(qū)的監(jiān)測結(jié)果,比較三個地區(qū)不同的結(jié)果,進一步分析丹東地區(qū)土壤化學(xué)質(zhì)量。
2.2 土壤樣品的制備與保存
從野外取回來的土樣首先編號,再進行一個制備的過程:風(fēng)干、磨細、過篩、混勻、裝瓶。樣品制備的目的:一是除去土壤中的侵入體和新生體;二是適當?shù)啬ゼ?,充分混合均勻;三是樣品需要磨細,便于分解樣品的反?yīng)能夠更加充分和徹底。四是使樣品能夠長期儲存,不會因為微生物的活動而變質(zhì)[3-4]。將帶回的土壤樣品風(fēng)干,先將樣品倒在木盤中,放于室內(nèi)陰涼通風(fēng)處。在土壤半干時,將土塊碾碎。樣品風(fēng)干后,挑出動物和植物的殘體,同時除去石塊結(jié)核。風(fēng)干后的土壤放在木盤上,用木棍繼續(xù)研磨,讓其全部能夠通過2 mm孔徑的篩子。作為化學(xué)分析使用,還需將土壤繼續(xù)研磨,使其全部通過1 mm的篩子。但要注意樣品不能研磨的太過細,否則會破壞土壤礦物晶粒,使分析結(jié)果產(chǎn)生誤差。最后,將研磨好的樣品置于磨砂口的廣口瓶或塑料瓶中保存,以便日后有需要進行查核。
2.3 實驗方法
分析多個樣點的樣品比分析一個樣品的可靠性更大,但工作量過大,所以把多個點的土壤樣品等量的樣品均勻的混合,組成一個新的混合樣品進行測定,實際上相當于各個樣點分別測定的平均值。
3 無機物的測定方法
微波消解法ICP-AES上機測定。
3.1 儀器及工作條件
密閉微波消解儀(Maxs型,培安CEM微波化(中國)技術(shù)中心);微波消解壓力-時間程序為175 ℃-15 min;
SpectroCiros-Vison EOP水平觀測全譜直讀等離子體發(fā)射光譜儀(德國派克分析儀公司)。
ICP工作條件:高頻電源入射功率為1.30 kW,冷卻氣流量為16 L/min,輔助氣流量0.7 L/min,載氣流量
0.8 mL/min,進樣流速1.5 mL/min(進樣蠕動泵轉(zhuǎn)速為2),預(yù)沖洗時間15 s,積分時間24 s。
3.2 試劑與標準溶液
吸取Cu、Zn、Mn、Cr的標準溶液(1.0 mg/mL,國家標準物質(zhì)研究中心)1 mL于100 mL容量瓶中,以0.2 mL硝酸(G.R.)溶液配制成各元素濃度均為50 μg/ml的混合溶液。
3.3 實驗步驟
3.3.1 標準系列的配制
將5個10 mL容量瓶中分別加入重金屬混合標準溶液(50 g/mL)0.00、0.10、0.20、0.40 mL和0.80 mL,分別加入0.2 mL的HNO3中,用二次水稀釋到刻度后,搖勻。該系統(tǒng)各元素濃度分別為0.00、0.50、1.00、2.00 μg/L和4.00 μg/L。
3.3.2 土壤樣品的微波消解步驟
第一,準確稱取0.201 5 g干燥的土壤樣品(105 ℃干燥2 h),置于聚四氟乙烯(PTFE)溶樣杯中,依次加入2 mL硝酸,6 mL鹽酸,搖震使其與樣品充分融合,然后放置等待反應(yīng)完畢,加蓋。
第二,擰上解罐罐蓋,放入Mars-Xpress型微波消解儀爐腔內(nèi),設(shè)定微波消解溫度-時間程序為150 ℃-15 min。按微波爐啟動開關(guān),同時按運行消解程序鍵,開始進行樣品消解。
第三,待微波消解完成后,儀器會自動執(zhí)行冷卻程序,15 min冷卻后,取出消解罐,冷卻5~10 min后打開消解罐罐蓋,再小心打開內(nèi)盤。
第四,分別以每次1~2 mL的二次去離子水(超純水)沖洗溶液杯杯蓋和杯壁2~3次,抽濾,并把過濾液和沖洗抽濾瓶2次(1~2 mL)液體轉(zhuǎn)移至25 mL比色管中,再以去二次離子水定容至25 mL。待ICP-AES分析。
4 結(jié)論
丹東地區(qū)耕地土壤Cu含量為3.2~43.6 mg/kg,未超過土壤環(huán)境質(zhì)量評價標準值50 mg/kg;As含量為1.17~7.65 mg/kg,Cd含量為0.06~0.29 mg/kg,Co含量為1.88~19.70 mg/kg,Cr含量為24~91.60 mg/kg,F(xiàn)含量為152~1 139 mg/kg,Hg含量為0.02~0.07 mg/kg,Mn含量為195~1 496 mg/kg,
Ni含量為6.41~40.60 mg/kg,Pb含量為21.40~64.30 mg/kg,Se含量為0.16~0.295 mg/kg,V含量為33.60~119.80 mg/kg,Zn含量為52.90~99.80 mg/kg,各元素均未超過土壤環(huán)境質(zhì)量評價標準值。由此看出,丹東地區(qū)及周邊地區(qū)土壤未受到污染物的嚴重污染。
參考文獻
[1]李忠良.中外土壤環(huán)境監(jiān)測現(xiàn)狀及對策建議[J].中國國土資源經(jīng)濟,2005,18(3):19-22.
[2]張甘霖,朱永官,傅伯杰.城市土壤質(zhì)量演變及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)[J].生態(tài)學(xué)報,2003,23(3):539-546.
[3]鞏玉玲,馮永軍.中外土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展狀況[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2014(19):6229-6230.
[4]李瑞萍,王安建,曹殿華,等.蘭坪金頂鉛鋅礦區(qū)土壤重金屬Zn、Cd分布特征研究[J].地質(zhì)論評,2009,55(1):126-133.
(責(zé)任編輯:趙中正)
收稿日期:2017-02-01
作者簡介:王顏(1973-),女,湖北鳳城,本科,中級,主要研究方向為監(jiān)測化驗。