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土壤中镉测定的影响因素研究

来源:核心论文发表 所属分类:农业论文 点击:次 时间:2020-08-01 08:28

  摘要:本文通过1mol/L盐酸浸提法为例简要说明了前处理法对土壤中镉含量测定的相关影响,希望通过本文的研究,能够对土壤镉含量测定工作的相关研究者提供一定的帮助和启发。 关键词:前处理法;土壤镉含量;测定影响

土壤中镉测定的影响因素研究

  引言

  对土壤中的镉含量进行测试,能够了解该地区的土壤污染情况。不过镉在土壤的存在形式非常复杂,常与土壤中的其他成分发生理化反应,导致对土壤中的镉含量的测定工作十分困难[1]。目前,国际上对土壤中的镉含量测定的方法,普遍采用前处理法。前处理法,顾名思义,就是对样本在检测前进行一定的处理,从而达到提高检验精确度的目的。

  期刊推荐:《土壤学报》(双月刊)创刊于1948年,是由中国科学院主管、中国土壤学会主办、中国科学院南京土壤研究所承办、科学出版社出版的中文(含英文摘要、图、表和关键词)核心科技学术期刊。主要反映土壤学各分支学科有创新或有新意的、有较高学术价值的研究成果,主要刊登土壤科学及相关领域,如植物营养科学、肥料科学、环境科学、国土资源等领域中具有创造性的研究论文、研究简报、前沿问题评述与进展和问题讨论。

  1实材料和方法

  1.1 1mol/L盐酸浸提法测定土壤中的镉含量

  首先准备土壤样本,对于待检测的土壤样本,需要用筛子进行过筛。一般来讲,选取60目的筛子进行过滤工作,即选取孔径0.25mm的筛子。土壤样本经过过筛之后,称取1g样本置于三角瓶中,选择容积为100mL的小型三角瓶即可。之后向三角瓶中加入1mol/L盐酸将土壤样本进行浸泡,浸泡过程中,需持续对样本进行震荡处理,时长为1h。之后对样本进行过滤和定容处理,经过前处理之后的土壤样本,再利用无焰原子吸收法对样本原子光谱进行测定,得到土壤样本中的镉含量[2]。

  1.2 1mol/L盐酸浸提法与其他前处理法进行比较

  目前对土壤中的镉含量进行测定的前处理法中,除1mol/L盐酸浸提法之外,还有硝酸-王水湿式消化法、硝酸-高氯酸湿式消化法,本次研究针对不同的土壤情况(化工厂污水、钢厂污水和生活污水)、不同种植物(小麦田土、水稻田土和萝卜田土)的土壤样本各50份中的镉含量进行了测定,并求出测算结果平均值、标准差和变异系数[3]。

  2结果与讨论

  2.1测定结果 利用上述方法对相同的土壤样本进行了镉含量的测定。

  从测定结果中发现,三种前处理测定的不同土壤的结果中变异系数在1%~5.5%,较低的变异系数证明整体数据的离散程度较小,证明测定结果更加接近真实值,单次测定受到干扰产生的误差较小。使用变异系数来反应整体样本的离散程度,能够消除测量尺度和量纲带来的影响,比标准差更有说服力和代表性。在这样的情况下,1mol/L盐酸浸提法测量的值整体上是要大于硝酸-王水湿式消化法和硝酸-高氯酸湿式消化法对土壤镉含量的测定值的。这是因为使用1mol/L盐酸浸提法对土壤中的镉含量进行测定的过程中,检测到了其他两种方法没能溶解的含镉化合物,也可以说明1mol/L盐酸浸提法测量土壤的镉含量更加全面,更接近真实值。

  2.2回收率

  为了进一步验证1mol/L盐酸浸提法对土壤镉含量的测定效果更佳、更全面,我们引入了回收率这个概念。回收率这个概念一般用于医药和生物制剂中对样品进行处理后会造成一定损失,回收率越高,证明样本中检测目标的损耗也就越低。 而在土壤镉含量测定实验中引入回收率,实际上代表的是对镉的检出率,通过在不同的处理方法中使用的不同溶液中加入不同浓度的含镉化合物,测定处理后溶液对于含镉化合物的检出值也就是回收率,来说明该种方法对土壤中镉含量的测定效果。

  本次实验分别选用了易溶于水的碘化镉和不易溶于水的硫化镉两种土壤样本进行了测试。以碘化镉为例,配置不同浓度的碘化镉溶液,与1mol/L盐酸溶液和土壤进行混合处理,时间为三天。之后对样本进行检测发现,不论是湿式消化法还是盐酸浸提法,其回收率均高于80%。也就是说,这两种方法都能显著检测出土壤中的镉含量。这也就能证明,前处理法对于土壤中镉含量的测定具有巨大的帮助,让测定结果更加全面,更具代表性和实际意义。

  对于碘化镉溶液的处理试验中,1mol/L盐酸浸提法的回收率高达105%,可见1mol/L盐酸浸提法对土壤中的镉含量的测定能力更好。而对于难溶于水的硫化镉的回收率,也可达到100%以上。另外,针对1mol/L盐酸浸提法对干土(萝卜田土)和湿土(水稻田土)进行了回收率的测定实验,发现在上述两种土壤情况下分别对碘化镉和硫化镉水溶液进行检测,其回收率均在90%以上,其中针对萝卜土中硫化镉的回收率要低一些,这主要是因为干土中硫化镉的提取难度很大。 通过回收率的测定,也进一步验证了前处理法能够有效提升土壤镉含量测定的准确性,而1mol/L盐酸浸提法则相对更加准确,能够测量更多的镉含量,测定结果也更加接近真实值。

  2.3 1mol/L盐酸浸提法的优势

  传统的土壤镉含量的测定方法一般是硝酸-王水湿式消化法,该方法被公认为土壤中镉含量测定前处理法中很有代表性的一种方法,一般来讲也将其称作“全镉测定法”,能够测定土壤中经过本次实验的对比分析,发现1mol/L盐酸浸提法在土壤镉含量测定实验中测定结果要由于硝酸-王水湿式消化法。 除此之外,1mol/L盐酸浸提法还相比于硝酸-王水湿式消化法还具有更大的优势:第一点,1mol/L盐酸浸提法操作简单,只需要将过滤好的土壤样本中加入1mol/L盐酸溶液进行震荡处理后进行测定即可。不仅如此,1mol/L盐酸浸提法的整体操作时间更短,只需要1h,而硝酸-王水湿式消化法的操作时间一般在3h以上。第二点是消耗更低,1mol/L盐酸浸提法对盐酸的消耗非常低,硝酸-王水湿式消化法需要配置王水,还要消耗大量的硝酸,1mol/L盐酸浸提法消耗的盐酸只有不足硝酸-王水湿式消化法的1%,因为对某地区的土壤镉含量进行测定需要多次测定,所以1mol/L盐酸浸提法能极大的减少试验成本。第三点是硝酸-王水湿式消化法在整个测定过程中会用到大量的相关实验设备,如:通风橱、排风机、沙浴等,这些设备在1mol/L盐酸浸提法测定中则设备简单,也能节省一定的成本。第四点是1mol/L盐酸的酸浓度不高,不会对实验人员造成伤害,同样也不会腐蚀实验器材或者对周围环境造成污染。因为1mol/L盐酸处理法的上述有点,相信在今后的土壤镉含量测定实验中,会越来越多的应用1mol/L盐酸浸提法。

  3 结语

  镉作为人体非必需元素,一般会在被污染的土壤中出现,镉元素会以各种化合物的形式进入到农作物中对人体健康造成威胁。为了预防镉含量超标的土壤中种植的农作物大量流入市场对消费者的生命健康造成影响,需要对不同灌区的土壤定期进行镉含量测定。土壤中的镉存在形式非常复杂,直接对土壤进行测定很难得到准确结果,需要对样本进行前处理,让其中不同形式的镉得以被成功检测。在众多前处理方法中,1mol/L盐酸浸提法的优势明显,能够更大限度的对土壤中的镉含量进行准确测定,是值得推广使用的方法。——论文作者:郑伟男

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