土壤中铬形态分析

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1、土壤中铬形态分析刘雅妮摘要：铬是动物和人必需的元素，但高浓度时对植物有害。铬的毒性与其存在的价态有关，三价的铬是对人体有益的元素，而六价铬是有毒的，并易被人体吸收且在体内蓄积，三价铬和六价铬可以互相转化。铬在维持人体健康方面起关键作用，是对人体十分有利的微量元素，不应该被忽视，它是正常生长发育和调节血糖的重要元素。所以研究铬的存在形态在环境科学、生理医学方面都具有很重要的实际意义。本文主要讨论了土壤中铬的常见存在形态和转化，概括了土壤中铬的分析方法，介绍了铬的危害，同时展望了土壤中铬的形态分析的发展前景。关键词:土壤铬存在形态分析危害引言：铬在自然界广泛存在，是VIB族元素，它在土

2、壤中的含量一般为10～150mg/kg，但在某些蛇纹岩发育的土壤中，铬含量可高达12.5%。工业上主要用于制造各种优质合金，也广泛用于皮革、印染、电镀、制药、油漆和涂料制造业等工业，受腐蚀后以各种排放液进入环境，使土壤环境受到不同程度污染。铬在自然界中的存在形态有Cr（Ⅵ）和Cr（Ⅲ）2种价态，两者的毒性和化学行为相差甚大，在土壤中主要是以三价铬化合物存在，当它们进入土壤后，其中90%以上迅速被土壤吸附固定，在土壤中难以再迁移。土壤对六价铬的吸附固定能力较低，仅为8.5%-36.2%，不过普通土壤中可溶性六价铬的含量很小，这是因为进入土壤中六价铬很容易还原成三价铬。但当土壤中存在氧

3、化锰等氧化剂时，能使三价铬氧化成六价铬，因此，三价铬转化成六价铬的潜在危害不容忽视。但单从价态来区分并不能反映土壤环境中铬的真实存在形态。环境中的铬分为无机铬和有机铬，其中无机铬的含量远比有机铬大得多。无机铬中常见的形态为Cr（Ⅵ）和Cr（Ⅲ）。三价铬是人体必需的微量元素，是葡萄糖耐量因子(GTF)的主要组成部分。人体缺铬会使糖代谢紊乱，导致糖耐量异常及糖尿病。六价铬由于其氧化性和对皮肤的高渗透性,毒害很大,被确认有致癌作用。另外铬形态分布也影响铬在环境中的迁移转化规律。因此铬的形态分析对于研究土壤肥力和人体健康等都具有很重要的存在意义。土壤是一个多组分多相的复杂体系，存在着各种结

4、合态的铬，它们对环境的毒性和植物的有效性也是不一样的，所以，必须选用合适的提取剂把不同结合态逐级提取区分开来进行研究。当前已有大量的文献报道了铬的形态分析，目前铬形态分析方法主要包括原子吸收光谱法、分子光谱法、电化学法和质谱法等。1、土壤中铬的存在形态土壤中铬通常是以Cr（Ⅵ）和Cr（Ⅲ）2种价态存在，除此之外土壤中还存在着各种结合态的铬。陈英旭等在土壤中铬的形态及其转化一文中，通过土壤中不同结合态铬的逐级提取方法的研究，结果表明，较低的条件下，水溶性和代换性铬浓度显著增加，pH4.0左右，水溶性和代换性铬总含量青紫泥可达36.75mg/kg，黄筋泥可达44.74mg/kg，而在p

5、H6.0左右土壤中水溶性和代换性铬浓度是很低的。因为在吸附或吸附—沉淀区域内吸附的铬容易被提取出来，而在稳定沉淀区域，pH比较高，Cr（Ⅲ）容易形成稳定沉淀态,难以被H2O和NH4Ac所提取，所以，在pH高的条件下，沉淀铬量显著增加，残渣态铬量也有所增加，青紫泥和黄筋泥都是如此。由此可知自然土壤中铬的形态主要以残渣态和沉淀态为主；土壤还原条件下，土壤中铬有向有机结合态铬转化趋势，有机结合态铬随时间有所增加，水溶态和代换态铬浓度略有上升。2、土壤中铬存在形态分析方法2.1电化学方法用于铬的形态分析的电化学方法主要有极谱法、循环伏安法、伏安法、离子选择性电极电位分析及流动注射进样结合电

6、分析检测等。电化学分析方法具有仪器设备简单，灵敏度高，易于自动化，不用进行试样分离即可测定元素总量和元素的形态；可设计成很小的固体电极，消耗样品量少，破坏性小等特点，故在铬的形态分析中发挥着越来越大的作用。2.2原子光谱法原子光谱法包括原子发射光谱法、原子吸收光谱法和原子荧光光谱法等。原子光谱法用于形态分析灵敏度高，但一般要与适当的分离富集方法相结合，即联用技术，而多种方法的联用又拓展了该技术的应用范围。2.3分光光度法和其它的分析方法相比,分光光度法在铬的形态分析中较早得到应用。利用Cr(Ⅵ)的强氧化性及催化活性，可使某些有机试剂褪色或颜色加深而用于定量测定。当前常用于提高灵敏度

7、的有机试剂有偶氮类试剂、吡啶及噻唑偶氮衍生物、卟啉类试剂及多元络合物高灵敏度显色体系等。当前,分光光度法用于铬的形态分析的例子很多。如游建南报道了用Cl-TBP萃淋树脂分离，分光光度法测定工业废水中微量Cr(Ⅲ)，Cr(Ⅵ)和总Cr。黄典文等根据Cr(Ⅵ)能氧化甲酚蓝褪色，借此测定土壤中微量铬。2.4其它方法当前用于铬的形态分析的方法还有中子活化分析法、色谱法、荧光法、化学发光法等。3.土壤中铬的测定方法3.1土壤样品的预处理土壤中总铬测定的预处理方法有混合酸消解、微