菜園土壤中鉛和鎘生物有效性的同位素稀釋研究方法.pdf

1、農業(yè)土壤環(huán)境的重金屬含量不僅與農作物的生長及質量密切相關，也關系到農作物的食用安全性。土壤中重金屬的生物可利用率除了取決于土壤中的重金屬總量，更與其存在形態(tài)密切相關。重金屬的形態(tài)決定了其在土壤中的生物活性，即反映了重金屬對種植農作物的生物有效性。因此，建立快速、準確的土壤中重金屬生物活性的評價方法，對控制蔬菜的重金屬污染、提高蔬菜食用安全性有重要的理論和實際應用價值。本論文建立了菜園土壤中重金屬（Pb和Cd）的同位素稀釋電感耦合等離子體

2、質譜（ID-ICP-MS）測定方法；并以同位素稀釋原理為基礎，建立了菜園土壤中Pb和Cd生物有效性的測定方法。
　　本論文分為四章：
　　第一章闡述了菜園土壤及蔬菜中重金屬Pb和Cd的污染情況，土壤中Pb和Cd總量和形態(tài)的分析方法，以及土壤中Pb和Cd生物有效性評價的研究方法。
　　第二章建立了菜園土壤中微量Pb和Cd含量的ID-ICP-MS測定方法。試驗對ICP-MS的儀器參數(shù)、同位素稀釋劑的加入量等測量條件進行了優(yōu)

3、化，對質譜干擾、儀器死時間及質量歧視因素等對測量產生的干擾因素進行了討論和校正。此外，用反同位素稀釋法準確標定了富集同位素試劑的準確濃度。在優(yōu)化的實驗條件下測定了土壤標準物質（GBW07423）中鉛和鎘的含量分別為24.4±0.3μg/g和0.0949±0.0033μg/g，與標稱值（分別為25±5μg/g和0.10±0.02μg/g）基本符合，方法的回收率分別為97.6％和94.9%，且測量精密度好。在同樣條件下測定了幾個不同采樣點的

4、菜園土壤中微量Pb和Cd的含量。結果表明，多數(shù)土壤中鉛和鎘的含量達到甚至超過食用農產品產地環(huán)境質量評價標準（HJ332-2006）中的相應限量值。
　　第三章基于同位素稀釋法建立了菜園土壤中Pb和Cd活性的E值測量方法。通過在土壤懸濁液中加入一定量的富集同位素試劑（206Pb、112Cd），測定在不同平衡時間溶液的同位素比值（208Pb/206Pb及112Cd/111Cd），利用同位素稀釋計算方法獲得Et值。同時將Et值與單一化學

5、試劑提取及連續(xù)提取的測量值進行比較。結果表明：用E值方法測得1 min時間的XMTA、PTHJ和QZDH三個土壤樣品中活性Pb的含量（E1min)分別為2.15μg/g、6.64μg/g和94.1μg/g；活性Cd的含量（E1min)分別為0.0710μg/g、0.243μg/g和0.0790μg/g。與單一化學試劑提取結果比較，E1min明顯大于0.01 mol/L NaNO3和0.43mol/L CH3COOH的提取量，但又小于0.

6、05 mol/L EDTA對土壤中鉛和鎘的提取量。對比BCR連續(xù)提取結果可知，E1min大于BCR提取法的酸可溶態(tài)含量，但小于可還原態(tài)的相應含量。因此，利用測定的E1min值，可快速地反映土壤中Pb和Cd的生物可利用程度。同時，實驗發(fā)現(xiàn)Et的值隨著振蕩時間的延長會緩慢增大，如E1d超過了0.05 mol/L EDTA的提取值，這可能是由于土壤顆粒對加入的同位素試劑產生“固定”的緣故。
　　第四章以同位素稀釋原理為基礎，建立了菜園土

7、壤中Pb和Cd生物有效性的L值測定方法。在土壤中加入一定量的富集同位素試劑（202Pb、112Cd），并進行蔬菜盆栽試驗，通過對種植的蔬菜中可食用（莖和葉）和不可食用部分（根部）吸收Pb或Cd的準確測量，即可獲得土壤中Pb和Cd的L值。此外，在種植過程中用BCR連續(xù)提取法測定了不同種植時間里根際土壤中各形態(tài)Pb或Cd的同位素比值（208Pb/206Pb及112Cd/111Cd）。結果表明：所添加的富集同位素試劑在供試土壤中與各個形態(tài)產生