全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查測(cè)試方法技術(shù)規(guī)定6

1、6. 土壤無(wú)機(jī)污染物生物（植物）有效態(tài)的化學(xué)提取分析方法1 適用范圍本文件推薦了人為或自然污染土壤或土壤類(lèi)物質(zhì)中As、Cd、Cr、Cu、F、Hg、Ni、Pb、Se、Zn等十種無(wú)機(jī)污染物的生物有效態(tài)化學(xué)提取分析方法及其操作步驟。本文件推薦的化學(xué)提取方法主要適用于預(yù)測(cè)土壤中上述無(wú)機(jī)污染物的可溶態(tài)濃度，評(píng)估土壤污染物對(duì)食物鏈污染的風(fēng)險(xiǎn)及植物毒性。2 相關(guān)定義本文件采用下列術(shù)語(yǔ)及定義：2.1 土壤土壤是指地球陸地表面由巖石風(fēng)化和母質(zhì)成土過(guò)程形成的疏松表層，由固相（包括有機(jī)質(zhì)、無(wú)機(jī)礦物質(zhì)等）、氣相和液相組成。土壤的本質(zhì)是具有肥力，是人類(lèi)和生物賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，自然界物質(zhì)和能量循環(huán)的重要一環(huán)。土壤的主要

2、功能包括：維持動(dòng)植物生產(chǎn)、為生物提供生境、生物基因庫(kù)、蓄水和凈化環(huán)境等。2.2 土壤類(lèi)物質(zhì)來(lái)源于土壤并被人類(lèi)活動(dòng)所改變的物質(zhì)，包括人工混合、堆墊的土壤、疏浚的物質(zhì)等。2.3 污染物 本文件采用基于風(fēng)險(xiǎn)的污染物定義，即：當(dāng)所關(guān)注的化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的濃度足以對(duì)人體和生態(tài)健康導(dǎo)致不可接受的危害時(shí)，稱其為污染物?；瘜W(xué)物質(zhì)來(lái)源包括人為源和自然源，該定義考慮了可接受的風(fēng)險(xiǎn)水平、目前和可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)土地利用方式及暴露場(chǎng)景等。2.4 污染土壤風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估本文件所指的污染土壤風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估包括人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，主要是評(píng)估一個(gè)區(qū)域內(nèi)或場(chǎng)地的污染物對(duì)人體或生態(tài)系統(tǒng)健康造成的影響與損害，以便確定污染事故的風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)

3、型與等級(jí)，預(yù)測(cè)污染事故的影響范圍及危害程度，為風(fēng)險(xiǎn)管理提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。2.5 生物有效性由于土壤污染物的生物有效性與具體的污染物特性、土壤特性、生物生活特性與食性、污染物土壤組分生物三者之間的相互作用、暴露途徑、時(shí)間等因素有關(guān)，且不同學(xué)科對(duì)生物有效性的理解和定義不同，所以至今沒(méi)有一個(gè)被廣泛接受的統(tǒng)一的定義。本文件采用ISO 11074:2005土壤質(zhì)量詞匯（Soil Quality Vocabulary）一文中對(duì)生物有效性的定義，即：土壤污染物的生物有效性是土壤污染物被人體或生態(tài)受體吸收或代謝的程度或土壤污染物與生物體進(jìn)行交互作用的程度。2.6 生物有效性過(guò)程生物有效性過(guò)程包括土壤污染

4、物從土壤到受體作用靶位的全過(guò)程，包括：土壤污染物在土壤固相和液相之間的分配、污染物向生物的遷移（合稱為環(huán)境有效性），污染物穿過(guò)生物膜被生物吸收（環(huán)境生物有效性），污染物在生物體內(nèi)積累并對(duì)生物產(chǎn)生效應(yīng)（毒理學(xué)生物有效性）等。從這個(gè)意義上，生物有效性不僅是一個(gè)靜態(tài)的濃度概念，也可以是一個(gè)動(dòng)態(tài)的通量或速率概念。3 土壤無(wú)機(jī)污染物生物有效性的測(cè)定方法土壤無(wú)機(jī)污染物的生物有效性可以用兩類(lèi)互補(bǔ)的方法進(jìn)行測(cè)定：3.1 生物學(xué)方法：測(cè)定土壤污染物的生物學(xué)效應(yīng)，根據(jù)所關(guān)心的受體，選擇人、高等動(dòng)物、植物、土壤動(dòng)物和微生物等進(jìn)行生物測(cè)試，可以在分子、細(xì)胞、代謝（酶活性或生物指示物）、個(gè)體（富集、生長(zhǎng)、繁殖率、死亡率

5、等）、種群（密度、多樣性）和群落（物種組成）水平進(jìn)行測(cè)定。3.2 化學(xué)方法：模擬土壤污染物的環(huán)境有效性，包括（1）土壤溶液濃度；（2）基于水、中性鹽、稀酸或絡(luò)合劑的化學(xué)提取態(tài)；（3）基于擴(kuò)散和交換吸附的固相萃取等。4. 土壤無(wú)機(jī)污染物生物有效性的化學(xué)提取測(cè)定方法目前，常用的化學(xué)提取方法有很多，如（1）水提取；（2）中性鹽提取（如：0.01 M CaCl2，0.1M NaNO3，1M NH4NO3）；（3）稀酸（如稀HCl）（4）絡(luò)合劑（如DTPA、EDTA等）。不同提取方法的原理不同，對(duì)不同元素的提取率不同。本文件依據(jù)下列原則，選擇適宜的提取方法：（1）提取方法基于物理、化學(xué)或生理學(xué)原理；（2

6、）方法的適用范圍（如土壤類(lèi)型、生物或污染物性質(zhì)等）明確；（3）方法成熟，操作步驟明確，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室間的比對(duì)研究，具有標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)；（4）經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證表明該提取方法與生物學(xué)方法有較好的相關(guān)性；（5）被政府機(jī)構(gòu)采納，并具有相關(guān)土壤標(biāo)準(zhǔn)；（6）分析步驟簡(jiǎn)便，易于推廣?；谏鲜鲈瓌t，本文件推薦下列3種提取方法：（1）0.1 M NaNO3提?。横槍?duì)Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn等重金屬，此法為瑞士聯(lián)邦在其土壤保護(hù)法令（OIS）中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)分析方法2，并有相應(yīng)的可提取態(tài)含量標(biāo)準(zhǔn)3,4。（2）稀HCl提取：提取劑為pH5.86.3的稀鹽酸溶液，此法為日本環(huán)境省在其土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的標(biāo)

7、準(zhǔn)分析方法，并有相應(yīng)的可提取態(tài)含量標(biāo)準(zhǔn)5。（3）水提?。禾崛┦褂秒妼?dǎo)率為18.3 M cm-1的純水，此法為鮑士旦等編著土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析中的推薦方法6。附錄A：Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn等重金屬生物（植物）有效態(tài)化學(xué)提取分析方法0.1M NaNO3提取法2,31 方法要點(diǎn)本方法適用于各種類(lèi)型土壤中Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、及Zn生物（植物）有效態(tài)的化學(xué)提取分析。提取劑采用0.1mol/L的NaNO3溶液。提取液中除重金屬除Hg外，提取液中其它重金屬的濃度可用原子吸收分光光度法進(jìn)行測(cè)定，重金屬的濃度低于原子吸收火焰分光光度計(jì)法檢出限時(shí)，的元素可進(jìn)一步用原子吸收石墨爐法測(cè)

8、定。Hg濃度可用原子熒光分光光度法加以測(cè)定，具體的上機(jī)測(cè)定方法見(jiàn)附錄B。上機(jī)測(cè)定方法與儀器參數(shù)參考自Varian公司分析方法手冊(cè)中生產(chǎn)的Spectrum AA220 FS型火焰（原子吸收分光光度法計(jì)）及Spectrum AA220 Z（石墨爐）法儀器配套分析方法手冊(cè)。，其中，石墨爐上機(jī)法測(cè)定時(shí)，待測(cè)液基體為0.1 HNO3。因此，在實(shí)際操作過(guò)程中，可依據(jù)不同的儀器和待測(cè)不同的溶液的條件基體條件對(duì)下文所列儀器參數(shù)進(jìn)行修正。2 試劑（1） NaNO3，優(yōu)級(jí)純分析純 (所有試劑以生產(chǎn)廠家需要統(tǒng)一品牌為好認(rèn)定)。（2） 硝酸，優(yōu)級(jí)純(生產(chǎn)廠家需要統(tǒng)一認(rèn)定)。（3） 電導(dǎo)率為18.2 M cm-1的雙重

9、二次去離子水（Millipore 超純水）。（4） 十種重金屬標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液，1000mg/L。（5） 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)BCR 483，購(gòu)自歐洲實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)The Standards Measurements and Testing Programme of the European Commission。3 主要儀器（1） 配有石墨爐的原子吸收分光光度計(jì)譜儀度計(jì)及石墨爐。（2） 精確度0.001g的分析天平（0.0.1的天平將帶來(lái)很大的誤差）。（3） 翻轉(zhuǎn)型振蕩機(jī)。（4） 至少有3000 rpm轉(zhuǎn)速的離心機(jī)（轉(zhuǎn)子25ML；50ml; 100ml,轉(zhuǎn)速0-4000rpm）。（5） 聚乙烯離心管（mL）

10、。（6） 聚乙烯試劑瓶(mL)。（7） 10mL塑料注射器。（8） 0.45 m微孔濾膜。4 測(cè)定步驟4.1 土樣的準(zhǔn)備樣品的收集與制備將現(xiàn)場(chǎng)采集的土壤收集到玻璃瓶或無(wú)吸附作用的其它容器中，土樣運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后，首先剔除土壤中的雜物（砂礫、石塊木棒、雜草、植物殘根，昆蟲(chóng)尸體和石塊等）和新生體（如錳結(jié)核、石灰結(jié)核等），并將土壤進(jìn)行風(fēng)干處理（注： 風(fēng)干樣品最容易處理. 此外, 風(fēng)干樣品抑制微生物活動(dòng)和某些化學(xué)變化，稱重相對(duì)穩(wěn)定,便于長(zhǎng)期儲(chǔ)存.）土壤風(fēng)干風(fēng)干土壤時(shí)，應(yīng)在室內(nèi)將土塊打碎，將土壤平鋪在墊襯有干凈白紙的晾曬板或木板上自然風(fēng)干，嚴(yán)謹(jǐn)暴曬。當(dāng)樣品達(dá)到半干狀態(tài)時(shí)，將大塊土打碎，以免結(jié)成硬塊。風(fēng)干室力

11、求干燥通風(fēng)，風(fēng)干溫度30 - 35C. 風(fēng)干時(shí)間一般3- 7天。盡量防止氨、硫化氫、二氧化硫或其他酸、堿氣體及灰塵的浸入，在風(fēng)干過(guò)程中，隨時(shí)檢掉石礫、動(dòng)植物殘?bào)w。土壤磨細(xì)與過(guò)篩將風(fēng)干土用木棒壓碎，首先需過(guò)孔徑為2mm尼龍篩，過(guò)篩的土壤必需經(jīng)過(guò)過(guò)反復(fù)磨碎，過(guò)篩，直至僅有少量沙粒方可放棄，對(duì)進(jìn)行重金屬分析的樣品應(yīng)再過(guò)100目細(xì)篩。土壤樣品的貯存將過(guò)2mm篩且充分混勻后的樣品，裝入玻璃廣口瓶或塑料袋中，內(nèi)外各具標(biāo)簽一張，寫(xiě)明編號(hào)，采樣地點(diǎn)，土壤名稱，深度、篩孔數(shù)，采樣日期和采樣人等項(xiàng)目。所有的樣品編號(hào)都須按編號(hào)注冊(cè)登記。并妥善貯存，避免日光、高溫、高濕、高熱和有害物質(zhì)的污染。直至全部分析工作結(jié)束，分

12、析結(jié)果檢查核實(shí)無(wú)誤后，方可放棄。長(zhǎng)期性研究的項(xiàng)目土樣可長(zhǎng)期保存，以便核查或補(bǔ)充其他分析項(xiàng)目之用。將土壤自然風(fēng)干，去除砂礫、石塊木棒、雜草等異物，將土塊和團(tuán)粒粉碎后，通過(guò)孔徑為2mm的尼龍篩，并混合均勻。4.2 待測(cè)液的制備（1） 向40g土中加入100ml 0.1mol/L NaNO3（提取液的水土水比應(yīng)在8以上）；（2） 在翻轉(zhuǎn)型振蕩機(jī)上以120轉(zhuǎn)/min的速度振蕩2h，溫度保持在202C；（3） 振蕩完畢后，將樣品轉(zhuǎn)移至離心管中，于離心機(jī)上以3000 rpm離心10分鐘min；（4） 用注射器吸取將上清液過(guò)0.45m濾膜，濾液收集在100mL的聚乙烯試劑瓶中；（5） 濾液用0.1 HNO3

13、酸化，測(cè)定前在4C下保存。4.3 上機(jī)樣品的測(cè)試提取液中重金屬可直接用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定，儀器測(cè)定條件見(jiàn)表A-1。對(duì)于低于火焰原子吸收分光光度計(jì)檢出限（即表A-1最優(yōu)工作量程）的樣品可用石墨爐法測(cè)定，儀器測(cè)定條件見(jiàn)表A-2。表A-1 原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定條件元素測(cè)定波長(zhǎng)（nm）通道寬度（nm）燈電流（mA）最優(yōu)工作量程（mg/L）燃?xì)饣鹧嫘再|(zhì)Cd228.80.540.02-3乙炔氧化性Cr357.90.270.06-15乙炔還原性Cu324.70.540.03-10乙炔氧化性Ni232.00.240.1-20乙炔氧化性Pb217.01.050.1-30乙炔氧化性Zn213.91.050.

14、01-2乙炔氧化性表A-1 石墨爐測(cè)定條件元素CdCrCuNiPbZn測(cè)定波長(zhǎng)（nm）228.8357.9327.4232.0283.3213.9燈電流（mA）474455干燥溫度（C）85-12085-12085-12085-12085-12085-120干燥時(shí)間（s）555555555555最大灰化溫度（C）3001100900900600400原子化溫度（C）180026002300240021001900清除溫度（C）180026002300240021001900原子化階段是否停氣是是是是是是氬氣流量（L/min）3.03.03.03.03.03.04 校正標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)于原子吸收分光度

15、計(jì)，可參考表A-3分別用提取劑（0.1mol/L NaNO3溶液）配制至少5個(gè)組濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶工作液，其濃度范圍可根據(jù)樣品濃度和儀器條件進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。用經(jīng)過(guò)空白值（工作曲線中零點(diǎn)的測(cè)定值）樣品校正后，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)定，讀取火焰原子吸收法測(cè)得校正后測(cè)得相應(yīng)的濃度下的的吸光度，于相應(yīng)的元素含量繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線；對(duì)于石墨爐法，可參考表A-4用提取劑（0.1mol/L NaNO3溶液）配制2個(gè)組低濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作液（包括空白對(duì)照），Spectrum AA220 Z原子吸收光度計(jì)譜儀會(huì)將自動(dòng)根據(jù)此濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作液自動(dòng)稀釋做出繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。表A-3原子吸收分光光度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液濃度元素標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液濃度（mg/L）

16、Cd0.000.100.400.701.00Cr0.000.100.400.701.00Cu0.000.100.400.701.00Ni0.000.100.400.701.00Pb0.000.100.400.701.00Zn0.000.150.601.051.50表A-4石墨爐標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液濃度元素標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液濃度（g/L）Cd0.003.00Cr0.005.00Cu0.0010.00Ni0.0020.00Pb0.0040.00Zn0.003.005 結(jié)果計(jì)算W=（c-c0）r/（1-f）式中：W土壤中有效態(tài)（可提取態(tài)）重金屬含量，mg/kg；c由工作曲線查得的樣品濃度，mg/L；c0由工作曲線

17、查得的空白樣品的濃度，mg/L；r水土比比，這里取2.5，L/kg；f土壤含中水分含量 ，()。6 允許偏差按表A-4規(guī)定。表A-4 土壤重金屬有效態(tài)（可提取態(tài)）測(cè)定結(jié)果允許偏差測(cè)定值，mg/kg絕對(duì)偏差，mg/kg3001001551001050.51010.50.0510.20.050.020.20.10.020.010.10.017 質(zhì)量控制和質(zhì)量保證（1） 采用風(fēng)干土提取時(shí)，需另外測(cè)定土壤樣的含水率量。具體做法是：稱1.00g風(fēng)干土在烘箱中1052C條件下烘干8小時(shí)后，將樣品取出置于恒溫干燥器中1小時(shí)。稱重后，將樣品重新放回烘箱中1052C下烘干1小時(shí)，干燥，稱重，重復(fù)上述過(guò)程，直至恒

18、重（恒重的標(biāo)準(zhǔn)為兩次稱重的結(jié)果相差15%）總量可溶態(tài)Cr50-Ni500.2Cu400.7Zn1500.5Mo5-Cd0.80.02Hg0.5-Pb50-（2）臨界值利用方式含量（mg/kg 干重，腐殖質(zhì)含量15%mg/dm3，腐殖質(zhì)含量15%）采樣深度（cm）PbCdCu總量可溶態(tài)總量可溶態(tài)總量可溶態(tài)食用作物用地200-20.02-0-20飼料作物用地200-20.021500.70-20可能存在直接吸收1的用地方式300-10-0-51：可通過(guò)口腔攝入，呼吸，皮膚接觸進(jìn)入人體（3）修復(fù)值使用分類(lèi)含量（mg/kg 干重，腐殖質(zhì)含量15%mg/dm3, 腐殖質(zhì)含量15%)采樣深度(cm)PbC

19、dCuZn總量可溶態(tài)總量可溶態(tài)總量可溶態(tài)總量可溶態(tài)農(nóng)用與園藝用地2000-300.110004200050-20居住和家庭花園1000-200.110004200050-20兒童游戲場(chǎng)地1000-20-0-51.2 污染物含量的測(cè)定與評(píng)估（1） 指導(dǎo)值主要服務(wù)于預(yù)防土壤污染的目的，提供一種評(píng)價(jià)土壤長(zhǎng)期肥力的途徑。指導(dǎo)值的保護(hù)對(duì)象包括整個(gè)土壤生態(tài)系統(tǒng)4。（2） 臨界值代表可能存在風(fēng)險(xiǎn)的域值，當(dāng)土壤污染物總濃度或可溶態(tài)濃度超過(guò)臨界值時(shí)，需要進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查和評(píng)估，以確認(rèn)是否存在風(fēng)險(xiǎn)。如果不能確定存在風(fēng)險(xiǎn)，場(chǎng)地仍需進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)；如果確定存在風(fēng)險(xiǎn)，則場(chǎng)地利用方式將受到限制4。（3） 修復(fù)值是絕對(duì)的限值，當(dāng)土壤污染物總濃度或可溶態(tài)濃度超過(guò)修復(fù)值時(shí)，必須立即采取必要措施以規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)4。（4） 在特殊情況下，取樣深度也可作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整；（5） 土壤樣品在40度烘干至恒重，樣品過(guò)2mm篩。以干重計(jì)時(shí)，土壤樣品必需在105度烘干至恒重。（6） 提取后，污染物總量或可溶態(tài)用下表所列的步驟進(jìn)行計(jì)算參數(shù)提取介質(zhì)土壤與提取液的比例（m/V）重金屬總量2 M HNO31:10可溶態(tài)重金屬含量0.1 M NaNO3 1:2.5總氟量熔融的NaOH0.5:200可溶態(tài)氟含量水提取1:50（7） 當(dāng)土壤腐殖質(zhì)含量超過(guò)15%時(shí)，污染物濃度以容積濃度表示。2 As和Se稀鹽酸提取態(tài)As和Se的環(huán)境的限量標(biāo)準(zhǔn)