1.一種土壤中生物有效態鎘的檢測方法,其特征在于,包括如下步驟:
S100)、樣品采集和預處理
S110)、采集,研磨,過篩
采集土壤并將采集的土壤在室溫下風干,研磨后過200目篩,制得土壤樣品;
S120)、制備提取液
稱取1-5g土壤樣品置于250mL聚四氟乙烯離心杯中,分別加入1mol/L氯化銨溶液25mL
和80%的乙醇溶液25mL,使用超聲清洗器在160W功率下超聲清洗30min,再經離心機在
4000rpm的轉速下離心20min,取上清液過0.45μm濾膜后制得提取液,用濃度為1%的HNO
3溶
液定容至100mL;
S200)、測定提取液中生物有效態鎘的濃度
S210)、制定標準曲線
采用電感耦合等離子體質譜儀通過電感耦合等離子體質譜法建立用于測定生物有效
態鎘的不同濃度的標準曲線;
S220)、測量提取液中有效態鎘的濃度
采用電感耦合等離子體質譜儀通過標準曲線測量提取液中生物有效態鎘的濃度;
S300)、結果分析
S310)、確定土壤樣品中生物有效態鎘的含量
根據測量的土壤樣品的質量及測量的提取液的濃度,通過公式
![]()
計算出測量
的土壤樣品中生物有效態鎘的含量,式中:
W為測量的土壤樣品中生物有效態鎘的含量,單位為μg/g;
c為測量的提取液中生物有效態鎘的濃度,單位為ng/mL;
V為測量的提取液的體積,單位為mL;
m為測量的土壤樣品的質量,單位為g;
S320)、確定氯化銨和乙醇對土壤樣品中生物有效態鎘的提取率
S321)、稱取與步驟310中測量的土壤樣品的質量相同的土壤樣品,采用微波消解法提
取土壤樣品中的總鎘;
S322)、根據公式
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計算出氯化銨和乙醇對土壤樣品中生物有效態鎘的
提取率;
式中:
W
1為氯化銨和乙醇對土壤樣品中生物有效態鎘的提取率;
W
總為采用微波消解法提取土壤樣品中總鎘的含量,單位為μg/g。
2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于:包括
S400)、驗證
S410)、稱取1-5g土壤樣品,利用修正的Tessier七步法提取七個相態鎘,確定七個相態
鎘的含量,根據土壤樣品中七個相態鎘的含量,通過公式
![]()
計算出利用修
正的Tessier七步法對土壤樣品中生物有效態鎘的提取率,式中:
W
2為利用修正的Tessier七步法對土壤樣品中生物有效態鎘的提取率;
W
水溶為測量的土壤樣品中水溶態鎘的含量,單位為μg/g;
W
離子交換為測量的土壤樣品中離子交換態鎘的含量,單位為μg/g;
W
碳酸鹽為測量的土壤樣品中碳酸鹽結合態鎘的含量,單位為μg/g;
W
鐵錳氧化為測量的土壤樣品中鐵錳氧化態鎘的含量,單位為μg/g;
W
弱有機為測量的土壤樣品中弱有機態鎘的含量,單位為μg/g;
W
強有機為測量的土壤樣品中強有機態鎘的含量,單位為μg/g;
W
殘渣為測量的土壤樣品中殘渣態鎘的含量,單位為μg/g;
S420)、根據氯化銨和乙醇對土壤樣品中生物有效態鎘的提取率和利用修正的Tessier
七步法對土壤樣品中生物有效態鎘的提取率,通過公式η=W
1-W
2計算出氯化銨和乙醇對土
壤樣品中生物有效態鎘的提取率和利用修正的Tessier七步法對土壤樣品中生物有效態鎘
的提取率的差值驗證氯化銨和乙醇對土壤樣品中生物有效態鎘的提取率,式中η為氯化銨
和乙醇對土壤樣品中生物有效態鎘的提取率和利用修正的Tessier七步法對土壤樣品中生
物有效態鎘的提取率的差值。
3.根據權利要求1所述的方法,其特征在于:
S210中,采用電感耦合等離子體質譜儀通過電感耦合等離子體質譜法建立用于測定生
物有效態鎘的不同濃度的標準曲線,包括如下步驟:
S211)、量取100μg/mL的鎘標準溶液5mL置于50mL容量瓶,用濃度為1%的HNO
3溶液定容,
制得鎘濃度為10μg/mL的鎘標準使用溶液;
S212)、量取鎘濃度為10μg/mL的鎘標準使用溶液1mL置于100mL容量瓶,用濃度為1%的
HNO
3溶液定容,制得鎘濃度為100ng/mL的鎘標準使用溶液;
S213)、分別量取鎘濃度為100ng/mL的鎘標準使用溶液0mL、0.5mL、1mL、2mL和5mL置于
100mL容量瓶,用濃度為1%的HNO
3溶液定容,制得鎘濃度為0ng/mL、0.5ng/mL、1ng/mL、2ng/
mL和5ng/mL的鎘標準使用溶液;
S214)、依次將鎘濃度為0ng/mL、0.5ng/mL、1ng/mL、2ng/mL和5ng/mL的鎘標準使用溶液
注入電感耦合等離子體質譜儀中,以鎘標準使用液的濃度值為橫坐標,有效態鎘的強度值
為縱坐標,電感耦合等離子體質譜儀自動繪制鎘的不同濃度的標準曲線,對標準曲線線性
回歸,求得鎘濃度關系的回歸方程。
4.根據權利要求3所述的方法,其特征在于:
步驟S220采用電感耦合等離子體質譜儀通過標準曲線測量提取液中生物有效態鎘的
濃度的步驟為:將提取液用濃度為1%的HNO
3溶液稀釋10-100倍后注入電感耦合等離子體
質譜儀中,以與步驟S214中電感耦合等離子體質譜儀相同的工作參數測得有效態鎘的強度
值,代入回歸方程,計算得到提取液中生物有效態鎘的濃度。
5.根據權利要求4所述的方法,其特征在于:
步驟S120制備提取液的同時,制備空白試樣,制備空白試樣的方法包括以下步驟:分別
加入1mol/L氯化銨溶液25mL和80%的乙醇溶液25mL于250mL聚四氟乙烯離心杯中,使用超
聲清洗器在160W功率下超聲清洗30min,再經離心機在4000rpm的轉速下離心20min,取上清
液過0.45μm濾膜后得到提取液,用濃度為1%的HNO
3溶液定容至100mL,制得空白試樣;
步驟S220采用電感耦合等離子體質譜儀通過標準曲線測量提取液中生物有效態鎘的
濃度的步驟為:
S221)、將空白試樣用濃度為1%的HNO
3溶液稀釋10-100倍后注入電感耦合等離子體質
譜儀中,以與步驟S214中電感耦合等離子體質譜儀相同的工作參數測得有效態鎘的強度
值,代入回歸方程,計算得到空白試樣中生物有效態鎘的濃度;
S222)、將提取液注入電感耦合等離子體質譜儀中,以與步驟S214中電感耦合等離子體
質譜儀相同的工作參數測得有效態鎘的強度值,代入回歸方程,計算得到提取液中生物有
效態鎘的濃度;
S223)、通過公式c=c
1-c
0確定提取液中生物有效態鎘的濃度,式中,c
0為空白試樣中生
物有效態鎘的濃度,單位為ng/mL;c
1為步驟S222中計算得到提取液中生物有效態鎘的濃
度,單位為ng/mL。
6.根據權利要求5所述的方法,其特征在于:步驟S214,步驟S221和步驟S222中,電感耦
合等離子體質譜儀的工作參數為:蠕動泵速:48rpm,掃描次數:30次,重復測量次數:5次,樣
品提升時間:40s,清洗時間:45s,霧化器流量:0.87L/min,等離子體炬功率:1000W。
7.根據權利要求1所述的方法,其特征在于:
步驟S321中,稱取與步驟310中測量的土壤樣品的質量相同的土壤樣品,采用微波消解
法提取土壤樣品中的總鎘,包括如下步驟:
S3211)、稱取與步驟310中測量的土壤樣品的質量相同的土壤樣品置于聚四氟乙烯消
解罐中,加入王水6mL,放入微波消解儀中,按照預定微波消解程序進行消解,消解完畢后冷
卻至室溫,將消解液轉移至聚四氟乙烯坩堝中,在電熱板上低溫趕酸后,轉移到容量瓶,用
濃度為1%的HNO
3溶液定容至100mL制成待測液;
S3212)、用濃度為1%的HNO
3溶液將待測液稀釋10-100倍后注入電感耦合等離子體質譜
儀中,以與步驟S214中電感耦合等離子體質譜儀相同的工作參數測得總鎘的強度值,代入
回歸方程,計算得到待測液中總鎘的濃度。
8.根據權利要求7所述的方法,其特征在于:步驟S3211中,按照預定微波消解程序進行
消解包括如下步驟:
S3211a)、微波消解儀以20℃/min的升溫速度升溫至120℃后保溫2分鐘;
S3211b)、微波消解儀以7.5℃/min的升溫速度升溫至150℃后保溫5分鐘;
S3211c)、波消解儀以7℃/min的升溫速度升溫至185℃后保溫40分鐘。
9.根據權利要求2所述的方法,其特征在于:
步驟S410,稱取1-5g土壤樣品,利用修正的Tessier七步法提取七個相態鎘,確定七個
相態鎘的含量,包括如下步驟:
S411)、制備七個相態鎘的提取液
S4111)、制備水溶態鎘提取液
稱取1-5g土壤樣品于250mL聚四氟乙烯離心杯中,加入25mL超純水,在20-30℃的溫度
下振蕩2h,經離心機在3000rpm的轉速下離心20min,取上清液過0.45μm濾膜后,制得水溶態
鎘提取液;
S4112)、制備離子交換態鎘提取液
在聚四氟乙烯離心杯的殘渣中加入濃度為1mol/L的氯化鎂溶液25mL,在20-30℃的溫
度下振蕩2h,經離心機在4000rpm的轉速下離心20min,取上清液過0.45μm濾膜后,制得離子
交換態鎘提取液;
S4113)、制備碳酸鹽結合態鎘提取液
在聚四氟乙烯離心杯的殘渣中加入濃度為1mol/L的乙酸鈉溶液25mL,在20-30℃的溫
度下振蕩5h,經離心機在4000rpm的轉速下離心20min,取上清液過0.45μm濾膜后,制得碳酸
鹽結合態鎘提取液;
S4114)、制備鐵錳氧化態鎘提取液
在聚四氟乙烯離心杯的殘渣中加入濃度為0.25mol/L的鹽酸羥胺50mL和濃度為
0.25mol/L的鹽酸溶液50mL,在20-30℃的溫度下振蕩6h,經離心機在4000rpm的轉速下離心
20min,取上清液過0.45μm濾膜后,得到鐵錳氧化態鎘提取液;
S4115)、制備弱有機態鎘提取液
在聚四氟乙烯離心杯的殘渣中加入濃度為0.1mol/L的焦磷酸鈉50mL,控制pH值在9-11
范圍內,在20-30℃的溫度下振蕩3h,經離心機在4000rpm的轉速下離心20min,取上清液過
0.45μm濾膜后,制得弱有機態鎘提取液;
S4116)、制備強有機態鎘提取液
S4116a)、在聚四氟乙烯離心杯的殘渣中加入濃度為30%的過氧化氫5mL和濃度為70%
的硝酸3mL,在80-86℃的溫度下保持1.5h;
S4116b)、加入濃度為30%的過氧化氫3mL,保持70min;
S4116c)、加入濃度為3.2mol/L的乙酸銨2.5mL并用超純水稀釋至25mL,在室溫下靜置
10h,經離心機在4000rpm的轉速下離心20min,取上清液過0.45μm濾膜后,制得強有機態鎘
提取液;
S4117)、制備殘渣態鎘提取液
采用步驟S4116的方法制備殘渣態鎘提取液;
S412)、確定七個相態鎘的含量
采用步驟S200-S310分別確定水溶態鎘、離子交換態鎘、碳酸鹽結合態鎘、鐵錳氧化態
鎘、弱有機態鎘、強有機態鎘和殘渣態鎘的含量。
10.根據權利要求2所述的方法,其特征在于:
步驟S400的驗證中,包括測定計算加標回收率,所述測定計算加標回收率包括如下步
驟:
量取與步驟S220中測量的提取液同體積的提取液,根據步驟S310確定的土壤樣品中生
物有效態鎘的含量,加入鎘標準使用液0.5-10mL制成混合溶液,采用步驟S200-S310確定混
合溶液中鎘的含量,通過公式
計算鎘的加標回收率;式中:
P為加標回收率;
C
加標為混合溶液中鎘的濃度,單位為ng/mL;
V
標準為加入的鎘標準使用液的體積,單位為mL。