[發(fā)明專利]生態(tài)環(huán)境與土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)中元素的生物可利用態(tài)的選擇性提取方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011425246.5
• 申請(qǐng)日: 2020-12-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112630212A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王愛(ài)華;李華玲;袁靜;張飛;黃海波;劉建坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局南京地質(zhì)調(diào)查中心(華東地質(zhì)科技創(chuàng)新中心)
• 主分類號(hào): G01N21/73
• 分類號(hào): G01N21/73;G01N1/28;G01N1/38
• 代理公司: 南京申云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32274
• 代理人: 王云

本發(fā)明涉及土地質(zhì)量評(píng)價(jià)領(lǐng)域，公開(kāi)了生態(tài)環(huán)境與土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)中元素的生物可利用態(tài)的選擇性提取方法，包括以下步驟：1）采集具有代表性的樣品，撿除生物屑，烘干后粉碎至不大于150目；2）在粉碎后的樣品中加入酸性提取劑進(jìn)行提取,提取的溫度為60±5℃；所述酸性提取劑為鹽酸或硝酸或王水，所述鹽酸或硝酸或王水的質(zhì)量百分比濃度為10%；3）將提取后的混合物進(jìn)行固液分離，分離液稀釋后用于儀器分析測(cè)定生態(tài)環(huán)境與土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)中的元素的生物可利用態(tài)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：能夠一次性提取出土壤或沉積物中能被動(dòng)、植物吸收的有益或有害元素的生物可利用態(tài)，消除了賦存于硅酸鹽礦物中的、占該有益或有害元素大部分的、而不能被動(dòng)、植物吸收的元素殘?jiān)鼞B(tài)對(duì)土壤質(zhì)量或生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)的干擾。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土壤或沉積物的土地質(zhì)量評(píng)價(jià)或生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)領(lǐng)域，具體涉及生態(tài)環(huán)境與土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)中元素的生物可利用態(tài)的選擇性提取方法。目的是僅提取土壤或沉積物中能被動(dòng)、植物吸收的元素的生物可利用態(tài)，剔除賦存于硅酸鹽礦物中的不易影響動(dòng)、植物生長(zhǎng)的元素殘?jiān)鼞B(tài)，消除元素的殘?jiān)鼞B(tài)對(duì)生態(tài)環(huán)境或土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)的干擾，從而更科學(xué)、更合理地進(jìn)行生態(tài)環(huán)境和土地質(zhì)量的元素背景值評(píng)估和污染或虧損程度評(píng)價(jià)。

背景技術(shù)

有毒有害元素或有益元素以及稀有稀散稀土元素在土壤或沉積物中的含量高低是元素地球化學(xué)的重要研究?jī)?nèi)容，也是生態(tài)環(huán)境和土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容之一。元素地球化學(xué)主要研究元素在土壤或沉積物中的賦存形式和不同賦存形式的地球化學(xué)行為及其分布與分配特征；生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)主要是研究鉻、銅、鉛、鋅等有毒有害元素和硼、硒、鉬等有益元素以及鎵、鍺、碲、鈧、鑭、銪等其他稀有稀散稀土元素在土壤或沉積物中的含量高低對(duì)動(dòng)、植物生長(zhǎng)以及其成品對(duì)人類健康的可能影響，而分析測(cè)試技術(shù)是上述研究的重要組成部分。土壤或沉積物中元素的賦存形態(tài)連續(xù)提取分析的結(jié)果認(rèn)為，有毒有害元素或有益元素以及稀有稀散稀土元素在自然界中可以呈離子可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物態(tài)、有機(jī)-還原態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)這五種化學(xué)賦存形態(tài)存在于大自然中。一般認(rèn)為可交接態(tài)的上述各類元素是動(dòng)、植物直接利用的化學(xué)形態(tài)；而碳酸鹽結(jié)合態(tài)的各類元素在酸性環(huán)境中可以離解成離子態(tài)被動(dòng)、植物吸收；鐵錳氧化物態(tài)在還原條件下可以離解成離子狀態(tài)被動(dòng)、植物吸收；有機(jī)-還原態(tài)在氧化環(huán)境中可以被氧化成離子態(tài)被動(dòng)、植物吸收利用；殘?jiān)鼞B(tài)主要呈現(xiàn)為硅酸鹽礦物態(tài)，是地質(zhì)歷史過(guò)程中外生地質(zhì)作用的風(fēng)化、搬運(yùn)作用的殘存物，其化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，賦存于硅酸鹽礦物中的上述各類元素正常情況下很難被動(dòng)、植物吸收利用，其釋放過(guò)程需要漫長(zhǎng)的外生地質(zhì)作用過(guò)程才能完成（以數(shù)萬(wàn)、數(shù)十萬(wàn)年乃至數(shù)百萬(wàn)年計(jì)），因而幾乎不對(duì)生態(tài)環(huán)境和土壤質(zhì)量造成實(shí)質(zhì)性影響。土壤或沉積物在自然界中常常在干旱時(shí)處于氧化環(huán)境，雨季或濕潤(rùn)的條件下處于還原環(huán)境（此時(shí)常常因腐質(zhì)酸的存在還呈現(xiàn)為酸性環(huán)境）。可見(jiàn)，在自然界的土壤或沉積物中的上述前四種化學(xué)賦存形態(tài)在一定的條件下都有可能轉(zhuǎn)化成被動(dòng)、植物吸收的離子狀態(tài)。因而，我們認(rèn)為能影響動(dòng)、植物生長(zhǎng)或者被吸收到其成品中并可能影響人類健康的常常是上述元素的前四種賦存形態(tài)（可以稱之為非殘?jiān)鼞B(tài)）；顯然，生態(tài)環(huán)境或土壤質(zhì)量的元素含量評(píng)價(jià)應(yīng)該只需要評(píng)估這些元素的非殘?jiān)鼞B(tài)的含量即可。但目前我國(guó)各類土壤質(zhì)量或生態(tài)地球化學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范中常常采用元素的全樣總量的分析方法（即非殘?jiān)鼞B(tài)與殘?jiān)鼞B(tài)元素的總和），這顯然是不合理和不科學(xué)的。

目前進(jìn)行土壤或沉積物中的鉻、銅、鉛、鋅等有毒有害元素和硼、硒、鉬等有益元素以及鋰、鈦、鐳、鎵、鍺、碲、鈧、鑭、銪、釔等稀有稀散稀土元素的生態(tài)環(huán)境或土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)時(shí)通常采用的是全樣總量分析（Whole-rock geochemical analysis）方法，利用這些元素的總量進(jìn)行生態(tài)環(huán)境或土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)。由于全樣總量分析的這些元素既包含有賦存于碎屑礦物中搬運(yùn)而來(lái)的、幾乎不可能被動(dòng)、植物吸收的元素殘?jiān)鼞B(tài)，也包含有在外生地質(zhì)作用過(guò)程中形成的可以被動(dòng)、植物吸收的元素的非殘?jiān)鼞B(tài)。顯然，土壤或沉積物的生態(tài)環(huán)境或土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)需要的是這些元素的非殘?jiān)鼞B(tài)的評(píng)價(jià)，而不是全樣總量的評(píng)價(jià)。因而我們需要一種能剔除賦存于硅酸鹽礦物中的這些元素的殘?jiān)鼞B(tài)部分的選擇性提取分析測(cè)試方法。