一种土壤活性态硒的检测方法
【专利摘要】土壤重金属硒适量对植物及人体有益，过量对植物产生毒害作用，并通过食物链对人体健康造成威胁；现用土壤重金属硒检测方法是测定土壤重金属硒全量，检测过程复杂，而且测定结果中很大一部分硒不具备生物有效活性。土壤活性态硒检测方法分析出的土壤活性态硒，能最大限度反映土壤重金属硒与植物根系吸收之间关系，表征土壤重金属硒有效状态。土壤活性态硒检测采用超大土壤取样量，二乙三胺五乙酸为螯合剂，氯化钙中钙离子为螯合浸提平衡剂，三乙醇胺作为缓冲剂，螯合浸提出土壤活性态硒；采用原子荧光光谱法，超低质量浓度标准曲线，保证土壤中超微量土壤活性态硒的检出。土壤活性态硒含量的表示单位为μg/kg或10-3mg/kg。
【专利说明】
-种±壤活性态砸的检测方法
技术领域
[0001 ]本发明属于农业领域，专利代码为A99;具体设及±壤中易被植物根系吸收，并能 进入农业生产收获品中，影响农产品质量的±壤活性态砸的分析检测方法。
【背景技术】
[0002] ±壤重金属主要包括儒(Cd)、隶(Hg)、神(As)、铅(Pb)、铭(Cr)、铜(Cu)、锋(Zn)、儀 (Ni)、砸(Se)、錬(Sb)、祕(Bi)等重金属元素;重金属在±壤中的存在形态可分为五类，第一 是存在于娃酸盐、原生和次生矿物等±壤晶格中，是自然地质风化过程的结果，在自然界正 常条件下不易释放，能长期稳定在沉积物中，不易为植物吸收;其次是铁儘氧化物结合态重 金属，是W矿物的外囊物和细粉散颗粒存在，活性的铁儘氧化物比表面积大，吸附或共沉淀 阴离子而成；第=是碳酸盐结合态重金属，是±壤中重金属元素在碳酸盐矿物上形成的共 沉淀结合态；固定在±壤晶体中，或与±壤中其它物质结合成难溶状态的重金属不具备生 物有效活性，不能被植物吸收而进入食物链;第四是有机结合态重金属，它是±壤中各种有 机物及矿物颗粒的包裹层等与±壤中重金属馨合物，馨合程度决定了该重金属是否能被植 物吸收;第五类是±壤中可交换态重金属，它是吸附在粘±表面、腐殖质及其它成分上的金 属，对环境变化敏感，易于迁移转化，能被植物吸收，最能反映±壤生物毒性及人类近期排 污状态。
[0003] 可交换态重金属及有机结合态重金属具有相当强的活动性和生物可利用性，±壤 中的重金属对植物产生毒害作用时，会引起株高度、主根长度、叶面积等一系列生理特征的 改变，从而影响植物生理生态过程、植物产量和品质；它们可W在生物体内积蓄，导致农作 物中毒、减产、直至死亡，影响生态系统的安全性;最后通过食物链进入人体，直接对人体健 康造成威胁;适量砸对植物及人体有益，但与其他±壤重金属元素一样，人体持续摄入含砸 高的食物和水可出现砸中毒;急性砸中毒的症状有呕吐、腹痛、头发和指甲脱落、皮疹、周围 神经炎，严重时可发生呼吸素乱、呼吸衰竭，根据急性毒性分级砸属于剧毒级。
[0004] 砸在±壤中W多种形态存在，包括元素态砸、矿物态砸、水溶态砸、有机态砸等，化 合价有+2、+4、+6;685749-2006生活饮用水卫生标准规定，砸浓度不得超过0.01111邑几； GB3838-2002地面水环境质量标准砸全量I类~虹类《0.01mg/L、IV~V类水0.02mg/L; GB15618-2008±壤环境质量标准农田总砸二级标准值为3. Omg/kg。
[0005] 现用±壤重金属砸分析检测方法是测定±壤中砸的全量，按照国家标准，±样经 硝酸-盐酸-高氯酸消解后，在酸性介质中，试样中砸被棚氨化钟(邸化)或棚氨化钢(化肌4) 还原成原子态砸，由载气(氣气）带人原子化器中，在特制砸空屯、阴极灯照射下，基态砸原子 被激发至高能态，在去活化回到基态时，发射出特征波长的巧光，其巧光强度与砸含量成正 比，与标准系列比较定量;检测过程中±壤样品要经过强酸、强氧化剂将±壤中大量固定的 重金属释放出来，操作方法复杂;在冷原子吸收法测定过程中，只注重较高含量的±壤全砸 而忽视低含量的±壤活性态砸的检测;且目前测定方法的±壤全砸含量只有一部分能通过 植物根系进入植物体内，其它部分是固定在±壤晶体中、或与±壤中其它物质结合成难溶 状态，不具备生物有效活性，因此测定结果不能代表±壤活性态砸对植物吸收的影响状态。
[0006] 本专利是在对秦岭己山区域±壤重金属砸全量、±壤活性态砸与农业产出品中重 金属砸全量进行分析的基础上，研究±壤重金属全量、活性态含量与农业产出品中重金属 砸全量的相关性，创建了 "一种±壤活性态砸的检测方法"，该分析方法检出的±壤活性态 砸含量能最大限度反映出±壤重金属砸与植物吸收之间的关系，真正反映±壤重金属污染 状态;经检索国内外相关文献，未发现有与"一种±壤活性态砸的检测方法"相同内容的报 道。
【发明内容】
[0007] ±壤活性态砸的检测分析采用二乙S胺五乙酸浸提一原子巧光光谱仪检测;采用 二乙=胺五乙酸-氯化巧乙醇胺缓冲溶液作为浸提剂，馨合浸提出±壤活性态砸，用冷 原子原子巧光光谱仪法测定；其中适量的二乙=胺五乙酸为馨合剂，适量的氯化巧中巧离 子为馨合浸提平衡剂，氯离子防止石灰性±壤中游离碳酸巧的溶解，避免因碳酸巧所包蔽 的砸元素释放而产生的影响;适量的=乙醇胺作为缓冲剂，能使溶液pH保持7.3左右，同时 =乙醇胺对碳酸巧溶解也有抑止作用。
[0008] 在2:1的水±比前提下，尽可能增加±壤样品数量W保证±壤中含量很低的±壤 活性态砸的检出，称取通过2mm孔径尼龙筛的风干试样20.OOg于200mL塑料瓶中，加入25°C ±2°C的二乙立胺五乙酸-氯化巧-立乙醇胺浸提剂40mL，盖好瓶盖，摇匀，在25°C±2°C的条 件下，Wl80r'min-i±20r'min-i的频率振荡2h，振荡液用离屯、机离屯、5分钟后立即过滤，保 留滤液并在4她内完成测定，同时做空白试验。
[0009] 采用超低质量浓度标准曲线，尽可能发挥原子巧光光谱仪超微量元素检测功能， W保证±壤中含量很低的±壤活性态砸的检出；具体方法是使用常规测量中100.化g/L砸 标准使用液浓度的1/10作为本发明中的砸标准使用液浓度，即10.化邑凡;标准曲线采用超 低质量浓度标准曲线，砸标准曲线最大上限取2.化g/L，零点之上第一个浓度值使用常规测 量中砸标准液浓度1.化g/L的1/5,即0.化g/L砸作为本发明中零点之上第一个标准曲线浓 度值。
[0010] ±壤活性态重金属砸含量的表示单位是每千克±壤中活性态砸的微克数或毫克 数，表示单位为：yg/kg或A X l(T3mg/kg，±壤活性态砸含量很低，大约在0.000Img/kg- O.Olmg/kg，即0. ：Liig/kg-10iig/kg之间，W正常国际标准mg/kg表示单位时存在表述单位缺 陷，为读取和记录方便，WygAg或A X l(T3mg/kg表示±壤活性态砸单位更加切合实际。
【具体实施方式】
[0011] ±壤活性态砸一种检测方法：馨合浸提一原子巧光光谱仪法;采用二乙S胺五乙 酸-氯化巧乙醇胺缓冲溶液作为浸提剂，其中二乙=胺五乙酸为馨合剂，氯化巧为馨合 浸提平衡剂，=乙醇胺为缓冲剂，能使溶液pH保持7.3左右，馨合浸提出±壤活性态砸，用原 子巧光光谱仪法，采用超低质量浓度标准曲线，测定±壤活性态砸。
[0012] 主要仪器设备：1、分析天平:精度为0.0001g;2、原子巧光光度计;3、砸元素空屯、 阴极灯;4、酸度计;5、恒溫(控溫25°C±2°C)往复式或旋转式振荡机，或放置在恒溫室内的 普通振荡机，满足18化? min-l±20r ? min-1的振荡频率或达到相同效果；6、离屯、机；7、 200mL带盖塑料瓶或250mL=角瓶。
[0013]试剂与试剂配制： 13.1、 试剂：1、二乙S胺五乙酸：优级纯；2、S乙醇胺：优级纯；3、氯化巧（CaCl2 ? 2此0):优级纯;4、盐酸(肥1):优级纯，P=I. 19 g/血;5、氨氧化钟化OH):优级纯;6、棚氨化钟 化肌4):优级纯;7、高纯砸粉;8、氨水； 13.2、 50%盐酸溶液:移取SOOmL盐酸，用实验用水稀释至1000 mL; 13.3、 50%氨水溶液:移取SOOmL氨水，用实验用水稀释至1000 mL; 13.4、 馨合浸提剂配制:称取1.967g二乙S胺五乙酸，溶于14.92g (约13.3血)S乙醇胺 和少量水中；再将1.47g氯化巧（CaCb ? 2此0)溶于水后，一并转入IL容量瓶中，加水至约 950mL在酸度计用50%盐酸溶液或50%氨水调节pH至7.3，用水定容，胆于塑料瓶中待用； 13.5、 还原剂配制：1.0%棚氨化钟+0.5%氨氧化钟溶液;称取2.5g氨氧化钟放入盛有 IOOmL实验用水的烧杯中，玻璃棒揽拌待完全溶解后再加入5. Og棚氨化钟，揽拌溶解，定容 至500ni;此溶液当日配制； 13.6、 载流配制:5%盐酸溶液:移取25mL盐酸用实验用水稀释至500mL。
[0014] 砸(Se)标准溶液： 14.1、 砸标准胆备液:P=I00 . OmgA;购买市售有证标准物质-有证标准样品，或称取 0. 1000 g高纯砸粉，置于100血烧杯中，加20血硝酸低溫加热溶解后冷却至溫室，移入1000 mL 容量瓶中，用实验用水定容至标线，混匀； 14.2、 砸标准中间液:P=1.0 Omg/!;移取砸标准胆备液5. OOml，置于500血的容量瓶中， 用二乙=胺五乙酸-氯化巧乙醇胺浸提剂定容至标线，混匀； 14.3、 砸标准使用液:P=IO.化g/l;移取砸标准中间液5. OOml，置于500血容量瓶中，用 二乙=胺五乙酸-氯化巧乙醇胺浸提剂定容至标线，混匀。用时现配。
[0015] 浸提待测液制备： 称取通过2mm孔径尼龙筛的风干试样20.00旨于2001111^塑料瓶中，加入25^±2°(：的二乙 S胺五乙酸-氯化巧-S乙醇胺浸提剂40mL，盖好瓶盖，摇匀，在25°C±2°C的条件下，W 18化? min-1 ± 20r ? min-1的频率振荡化，立即过滤;保留滤液，分取25. OmL试液置于50mL容 量瓶中，加入浓盐酸IOmL,用二乙=胺五乙酸-氯化巧乙醇胺浸提剂定容至标线混匀，室 溫放置SOmin;在4她内完成测定，同时做空白试验。
[0016] 分析测定： 16.1、 原子巧光光度计的调试:原子巧光光度计开机预热，按照仪器使用说明书设定灯 电流、负高压、载气流量、屏蔽气流量等工作参数，预热砸元素空屯、阴极灯20分钟;仪器参考 条件见表1; 亲1原早最弁弁麽A的T化宏:狱
16.2、 砸(Se)校准系列的制备： 分别移取P=IO. 〇yg/L砸(Se)标准液 0.00、1.00、2.00、3.00、5.00、7.00、10.0 OmL砸标准 使用液于50mL容量瓶中，分别加入50%盐酸溶液5mL，用用二乙S胺五乙酸-氯化巧-S乙醇 胺浸提剂定容至标线，混匀;砸的校准系列溶液浓度见表2; 表2隶元素校准系列溶液浓度单位:yg/L
16.3、 绘制校准曲线：W1.0%棚氨化钟+0.5%氨氧化钟溶液为还原剂、5%盐酸溶液为载 流，由低浓度到高浓度顺次测定校准系列标准溶液的原子巧光强度。用扣除零浓度空白的 校准系列原子巧光强度为纵坐标，溶液中相对应的元素浓度山g/L)为横坐标，绘制校准曲 线;并按照相同的试剂和步骤进行空白试验； 16.4、 测定:将制备好的试料导入原子巧光光度计中，按照与绘制校准曲线相同仪器工 作条件进行测定;如果被测元素浓度超过校准曲线浓度范围，应稀释后重新进行测定；同时 将制备好的空白试料导入原子巧光光度计中，按照与绘制校准曲线相同仪器工作条件进行 测定。
[0017]结果计算与表示： 17.1、 结果计算:±壤活性态砸；
式中：O--±壤中活性态砸元素的含量，l〇-3mg/kg; P -一由校准曲线查得测定试液中元素的浓度，yg/l; PO一一空白溶液中元素的测定浓度，yg/l; Vo一一加入二乙S胺五乙酸-氯化巧-S乙醇胺浸提剂体积； Vi一一分取浸提剂试液的体积，mL; V2一一分取后测定试液的定容体积，mL; m--称取样品的质量，g; 17.2、 结果表示：±壤活性态砸含量表示单位是：l(T3mg/kg;当测定结果小于1 X 1(T3mg/kg时，小数点后数字最多保留至S位；当测定结果大于lXl(T3mg/kg时，保留S位有效 数字。
【主权项】
1. 土壤活性态硒检测采用螯合浸提剂浸提出土壤活性态硒，其螯合浸提剂完全配方 是：二乙三胺五乙酸1.967g，溶于14.92g(约13.3mL)三乙醇胺和少量水中；再将1.47g氯化 钙溶于水后，一并转入1000 mL容量瓶中，加水至约950mL;在酸度计上用50%盐酸溶液或50% 氨水调节pH至7.3，用水定容至lOOOmL。2. 螯合浸提剂中以氯化钙钙离子为土壤活性态硒检测螯合浸提平衡剂。3. 土壤活性态硒的检测尽可能增加土壤样品数量以保证土壤中含量很低的土壤活性 态硒的检出，称取试样20.0 Og，加入螯合浸提剂40mL。4. 土壤活性态硒浸提液上机检测前，混合液以离心机离心5分钟后再过滤。5. 土壤活性态硒检测为保证土壤中含量很低的土壤活性态硒的检出；硒标准使用液浓 度为 i〇yg/L。6. 土壤活性态硒检测为保证土壤中含量很低的土壤活性态硒的检出，检测标准曲线采 用低质量浓度标准曲线，零之上的第一个最低值采用〇.2yg/L的硒标准曲线浓度。7. 土壤活性态硒含量的表示单位为yg/kg。8. 土壤活性态硒含量的表示单位为l(T3mg/kg。
【文档编号】G01N21/64GK105954249SQ201610443955
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月21日
【发明人】何文, 高鹏, 杨小敏, 简红忠, 葛红光, 纪晓晖, 付伟伟
【申请人】何文