耕地土壤铜、镉、锌形态及生物有效性研究

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1、生态环境学报2010,19(1):92-96http://www.jeesci.comEcologyandEnvironmentalSciencesE-mail:editor@jeesci.com耕地土壤铜、镉、锌形态及生物有效性研究123314郝汉舟，靳孟贵，李瑞敏，王支农，韩冰华，祖文普1.咸宁学院资源与环境科学学院，湖北咸宁437100；2.中国地质大学（武汉）环境学院，湖北武汉430074；3.中国地质环境监测院，北京100081；4.咸宁市环境保护研究所，湖北咸宁437100摘要：土壤重金属总量常被用来评估土壤质量安全，但

2、是大量事实说明单纯用土壤重金属总量并不能完全说明土壤重金属的生物有效性及其环境风险。相对于国内外常用的Tessier的五态方法，欧共体标准物质局提出的三步提取法(BCR法)，中国地质调查局地质连续提取法的七态标准少见报道。本研究选取河南平原耕地样品，采用中国地质调查局地质连续提取法（DD2005-03）进行耕地中重金属元素（Cu、Cd、Zn）的形态分布，结果表明：Cu、Zn主要以残渣态存在，其残渣态分别占全量的55.80%和67.35%。Cd以离子交换态为主，占全量的27.30%。Cu、Cd、Zn各态含量占全量比例的顺序是，Cu：残

3、渣态>弱有机结合交换态>铁锰氧化态>碳酸盐结合态>强有机结合态>水溶态>离子交换态。Cd：离子交换态>弱有机结合交换态>强有机结合态>残渣态>碳酸盐结合态>铁锰氧化态>水溶态。Zn：残渣态>铁锰氧化态>弱有机盐结合态>离子交换态>强有机结合态>碳酸盐态>水溶态。从生物可利用性系数k来看，Cd主要以活动性较大的状态存在，很容易被作物吸收。关键词：重金属；形态；生物有效性；铜；镉；锌中图分类号：X131.3文献标识码：A文章编号：1674-5906（2010）01-0092-05传统分析化学只测定样品中待测元素的总量续发展以及人体健康。

4、然而，对河南省黄淮平原或总浓度。但是生物分析与毒性研究证明，环境中经济区重金属在土壤赋存形态研究较少。本研究特定元素的生物有效性或在生物体中的积累能力对重金属的形态进行分析，并在此基础上探讨土或对生物的毒性与该元素在环境中存在的物理形壤的理化性质对重金属的形态的分布的影响。重[1]态及化学形态密切相关。单孝全等认为形态分析金属形态分析按照中国地质调查局地质调查技术可以分为物理形态与化学形态二大类。化学形态又标准—生态地球化学评价样品分析技术要求[8]可以分为筛选形态、分组形态、分配形态与个体形（DD2005-03）进行。[2]态。代

5、表性物理形态方法是Tiesser（1979）等提1材料与方法出的，按照这个方法沉积物或土壤中金属元素的形在研究区耕地布点234个，采集的表层土1kg态分析可以分为可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧左右装入棉布的样品袋中。表层土及其它土样在风化物结合态、有机物结合态与残渣态。目前，应用干室内风干、压碎，一部分过0.85mm（20目）尼较广泛的连续提取方法主要有两种，即欧共体标准龙筛用于土壤pH，元素形态分析，土壤有机质、[3]物质局提出的三步提取法(BCR法)和Tessier等提土壤全氮量分析。另一部分过0.15mm（100目）出的五级提

6、取法。筛用于土壤全量分析。在本研究中，按照中国地质生物有效性（bioavailability）的概念首次出现调查局地质调查技术标准—生态地球化学评价样于1975年，这个基于物理化学的概念认为生物有品分析技术DD2005-03要求，将土壤重金属的形态效性是在水体环境中，污染物在生物传输或生物反分为水溶态（WS）、离子交换态（EXC）、碳酸盐[4][5]应中被利用的程度。Morel（1997）将土壤微量态（Carb）、弱有机态（WOM）、铁锰氧化物结合元素的植物有效性定义为“在植物生长期间可被植态（CBD）、强有机态（SOM）、残渣态（

7、RES）。[6]物利用的某微量元素的数量”。李瑞敏认为生物有pH值的测定采用酸度计（固∶水=1∶50）；有效性（Bioavailability）的概念将养分区分为“潜在有机质采用重铬酸钾容量法；粒度分析采用比重计效”和“实际有效”。形态分析与生物有效性研究是国法；沉积物重金属总量的分析方法与残渣态相同[7]际上环境分析化学的前沿之一。（即王水-高氯酸消解法）；提取液中Cd含量的测定河南省黄淮平原经济区是我国著名的农业生采用M6石墨炉原子吸收分光光度计，提取液中Cu、产基地，其土壤质量状况直接影响到农业的可持Zn含量用Intrepid

8、全谱仪测定。基金项目：国家自然科学基金项目（40772155）；湖北省卫生厅项目（JX4B49）作者简介：郝汉舟（1970年生），男，博士，研究方向为生态修复及污染物风险评价等。E-mail:haohz110@163.com收稿日期：