全國土壤污染狀況調(diào)查測試方法技術(shù)規(guī)定6

1、6. 土壤無機污染物生物（植物）有效態(tài)的化學提取分析方法1 適用范圍本文件推薦了人為或自然污染土壤或土壤類物質(zhì)中As、Cd、Cr、Cu、F、Hg、Ni、Pb、Se、Zn等十種無機污染物的生物有效態(tài)化學提取分析方法及其操作步驟。本文件推薦的化學提取方法主要適用于預(yù)測土壤中上述無機污染物的可溶態(tài)濃度，評估土壤污染物對食物鏈污染的風險及植物毒性。2 相關(guān)定義本文件采用下列術(shù)語及定義：2.1 土壤土壤是指地球陸地表面由巖石風化和母質(zhì)成土過程形成的疏松表層，由固相（包括有機質(zhì)、無機礦物質(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：維持動植物生產(chǎn)、為生物提供生境、生物基因庫、蓄水和凈化環(huán)境等。2.2 土壤類物質(zhì)來源于土壤并被人類活動所改變的物質(zhì)，包括人工混合、堆墊的土壤、疏浚的物質(zhì)等。2.3 污染物 本文件采用基于風險的污染物定義，即：當所關(guān)注的化學物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的濃度足以對人體和生態(tài)健康導致不可接受的危害時，稱其為污染物?；瘜W物質(zhì)來源包括人為源和自然源，該定義考慮了可接受的風險水平、目前和可預(yù)見的未來土地利用方式及暴露場景等。2.4 污染土壤風險評估本文件所指的污染土壤風險評估包括人體健康風險評估和生態(tài)風險評估，主要是評估一個區(qū)域內(nèi)或場地的污染物對人體或生態(tài)系統(tǒng)健康造成的影響與損害，以便確定污染事故的風險類

3、型與等級，預(yù)測污染事故的影響范圍及危害程度，為風險管理提供科學依據(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、時間等因素有關(guān)，且不同學科對生物有效性的理解和定義不同，所以至今沒有一個被廣泛接受的統(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行交互作用的程度。2.6 生物有效性過程生物有效性過程包括土壤污染

4、物從土壤到受體作用靶位的全過程，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)積累并對生物產(chǎn)生效應(yīng)（毒理學生物有效性）等。從這個意義上，生物有效性不僅是一個靜態(tài)的濃度概念，也可以是一個動態(tài)的通量或速率概念。3 土壤無機污染物生物有效性的測定方法土壤無機污染物的生物有效性可以用兩類互補的方法進行測定：3.1 生物學方法：測定土壤污染物的生物學效應(yīng)，根據(jù)所關(guān)心的受體，選擇人、高等動物、植物、土壤動物和微生物等進行生物測試，可以在分子、細胞、代謝（酶活性或生物指示物）、個體（富集、生長、繁殖率、死亡率

5、等）、種群（密度、多樣性）和群落（物種組成）水平進行測定。3.2 化學方法：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)合劑的化學提取態(tài)；（3）基于擴散和交換吸附的固相萃取等。4. 土壤無機污染物生物有效性的化學提取測定方法目前，常用的化學提取方法有很多，如（1）水提?。唬?）中性鹽提?。ㄈ纾?.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、化學或生理學原理；（2

6、）方法的適用范圍（如土壤類型、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)過實驗室間的比對研究，具有標準參考物質(zhì)；（4）經(jīng)過大量試驗數(shù)據(jù)驗證表明該提取方法與生物學方法有較好的相關(guān)性；（5）被政府機構(gòu)采納，并具有相關(guān)土壤標準；（6）分析步驟簡便，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d、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn等重金屬，此法為瑞士聯(lián)邦在其土壤保護法令（OIS）中規(guī)定的標準分析方法2，并有相應(yīng)的可提取態(tài)含量標準3,4。（2）稀HCl提?。禾崛閜H5.86.3的稀鹽酸溶液，此法為日本環(huán)境省在其土壤環(huán)境質(zhì)量標準中規(guī)定的標

7、準分析方法，并有相應(yīng)的可提取態(tài)含量標準5。（3）水提取：提取劑使用電導率為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)化學提取分析方法0.1M NaNO3提取法2,31 方法要點本方法適用于各種類型土壤中Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、及Zn生物（植物）有效態(tài)的化學提取分析。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行測定，重金屬的濃度低于原子吸收火焰分光光度計法檢出限時，的元素可進一步用原子吸收石墨爐法測

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

9、二次去離子水（Millipore 超純水）。（4） 十種重金屬標準貯備溶液，1000mg/L。（5） 標準物質(zhì)BCR 483，購自歐洲實驗標準委員會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譜儀度計及石墨爐。（2） 精確度0.001g的分析天平（0.0.1的天平將帶來很大的誤差）。（3） 翻轉(zhuǎn)型振蕩機。（4） 至少有3000 rpm轉(zhuǎn)速的離心機（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 測定步驟4.1 土樣的準備樣品的收集與制備將現(xiàn)場采集的土壤收集到玻璃瓶或無吸附作用的其它容器中，土樣運回實驗室后，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），并將土壤進行風干處理（注： 風干樣品最容易處理. 此外, 風干樣品抑制微生物活動和某些化學變化，稱重相對穩(wěn)定,便于長期儲存.）土壤風干風干土壤時，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干，嚴謹暴曬。當樣品達到半干狀態(tài)時，將大塊土打碎，以免結(jié)成硬塊。風干室力

11、求干燥通風，風干溫度30 - 35C. 風干時間一般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，在風干過程中，隨時檢掉石礫、動植物殘體。土壤磨細與過篩將風干土用木棒壓碎，首先需過孔徑為2mm尼龍篩，過篩的土壤必需經(jīng)過過反復磨碎，過篩，直至僅有少量沙粒方可放棄，對進行重金屬分析的樣品應(yīng)再過100目細篩。土壤樣品的貯存將過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)外各具標簽一張，寫明編號，采樣地點，土壤名稱，深度、篩孔數(shù)，采樣日期和采樣人等項目。所有的樣品編號都須按編號注冊登記。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)果檢查核實無誤后，方可放棄。長期性研究的項目土樣可長期保存，以便核查或補充其他分析項目之用。將土壤自然風干，去除砂礫、石塊木棒、雜草等異物，將土塊和團粒粉碎后，通過孔徑為2mm的尼龍篩，并混合均勻。4.2 待測液的制備（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，于離心機上以3000 rpm離心10分鐘min；（4） 用注射器吸取將上清液過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，測定前在4C下保存。4.3 上機樣品的測試提取液中重金屬可直接用原子吸收分光光度計測定，儀器測定條件見表A-1。對于低于火焰原子吸收分光光度計檢出限（即表A-1最優(yōu)工作量程）的樣品可用石墨爐法測定，儀器測定條件見表A-2。表A-1 原子吸收分光光度計測定條件元素測定波長（nm）通道寬度（nm）燈電流（mA）最優(yōu)工作量程（mg/L）燃氣火焰性質(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 石墨爐測定條件元素CdCrCuNiPbZn測定波長（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 校正標準曲線對于原子吸收分光度

15、計，可參考表A-3分別用提取劑（0.1mol/L NaNO3溶液）配制至少5個組濃度的標準溶工作液，其濃度范圍可根據(jù)樣品濃度和儀器條件進行適當調(diào)整。用經(jīng)過空白值（工作曲線中零點的測定值）樣品校正后，進行標準樣品測定，讀取火焰原子吸收法測得校正后測得相應(yīng)的濃度下的的吸光度，于相應(yīng)的元素含量繪制標準曲線；對于石墨爐法，可參考表A-4用提取劑（0.1mol/L NaNO3溶液）配制2個組低濃度的標準工作液（包括空白對照），Spectrum AA220 Z原子吸收光度計譜儀會將自動根據(jù)此濃度的標準工作液自動稀釋做出繪制標準曲線。表A-3原子吸收分光光度計標準曲線溶液濃度元素標準曲線溶液濃度（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石墨爐標準曲線溶液濃度元素標準曲線溶液濃度（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)）測定結(jié)果允許偏差測定值，mg/kg絕對偏差，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） 采用風干土提取時，需另外測定土壤樣的含水率量。具體做法是：稱1.00g風干土在烘箱中1052C條件下烘干8小時后，將樣品取出置于恒溫干燥器中1小時。稱重后，將樣品重新放回烘箱中1052C下烘干1小時，干燥，稱重，重復上述過程，直至恒

18、重（恒重的標準為兩次稱重的結(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：可通過口腔攝入，呼吸，皮膚接觸進入人體（3）修復值使用分類含量（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兒童游戲場地1000-20-0-51.2 污染物含量的測定與評估（1） 指導值主要服務(wù)于預(yù)防土壤污染的目的，提供一種評價土壤長期肥力的途徑。指導值的保護對象包括整個土壤生態(tài)系統(tǒng)4。（2） 臨界值代表可能存在風險的域值，當土壤污染物總濃度或可溶態(tài)濃度超過臨界值時，需要進行詳細調(diào)查和評估，以確認是否存在風險。如果不能確定存在風險，場地仍需進行定期監(jiān)測；如果確定存在風險，則場地利用方式將受到限制4。（3） 修復值是絕對的限值，當土壤污染物總濃度或可溶態(tài)濃度超過修復值時，必須立即采取必要措施以規(guī)避風險4。（4） 在特殊情況下，取樣深度也可作適當?shù)恼{(diào)整；（5） 土壤樣品在40度烘干至恒重，樣品過2mm篩。以干重計時，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行計算參數(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） 當土壤腐殖質(zhì)含量超過15%時，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)境的限量標準