土壤中鉻形態(tài)分析

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1、土壤中鉻形態(tài)分析劉雅妮摘要：鉻是動物和人必需的元素，但高濃度時對植物有害。鉻的毒性與其存在的價態(tài)有關(guān)，三價的鉻是對人體有益的元素，而六價鉻是有毒的，并易被人體吸收且在體內(nèi)蓄積，三價鉻和六價鉻可以互相轉(zhuǎn)化。鉻在維持人體健康方面起關(guān)鍵作用，是對人體十分有利的微量元素，不應(yīng)該被忽視，它是正常生長發(fā)育和調(diào)節(jié)血糖的重要元素。所以研究鉻的存在形態(tài)在環(huán)境科學(xué)、生理醫(yī)學(xué)方面都具有很重要的實(shí)際意義。本文主要討論了土壤中鉻的常見存在形態(tài)和轉(zhuǎn)化，概括了土壤中鉻的分析方法，介紹了鉻的危害，同時展望了土壤中鉻的形態(tài)分析的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞:土壤鉻存在形態(tài)分析危害引言：鉻在自然界廣泛存在，是VIB族元素，它在土

2、壤中的含量一般為10～150mg/kg，但在某些蛇紋巖發(fā)育的土壤中，鉻含量可高達(dá)12.5%。工業(yè)上主要用于制造各種優(yōu)質(zhì)合金，也廣泛用于皮革、印染、電鍍、制藥、油漆和涂料制造業(yè)等工業(yè)，受腐蝕后以各種排放液進(jìn)入環(huán)境，使土壤環(huán)境受到不同程度污染。鉻在自然界中的存在形態(tài)有Cr（Ⅵ）和Cr（Ⅲ）2種價態(tài)，兩者的毒性和化學(xué)行為相差甚大，在土壤中主要是以三價鉻化合物存在，當(dāng)它們進(jìn)入土壤后，其中90%以上迅速被土壤吸附固定，在土壤中難以再遷移。土壤對六價鉻的吸附固定能力較低，僅為8.5%-36.2%，不過普通土壤中可溶性六價鉻的含量很小，這是因為進(jìn)入土壤中六價鉻很容易還原成三價鉻。但當(dāng)土壤中存在氧

3、化錳等氧化劑時，能使三價鉻氧化成六價鉻，因此，三價鉻轉(zhuǎn)化成六價鉻的潛在危害不容忽視。但單從價態(tài)來區(qū)分并不能反映土壤環(huán)境中鉻的真實(shí)存在形態(tài)。環(huán)境中的鉻分為無機(jī)鉻和有機(jī)鉻，其中無機(jī)鉻的含量遠(yuǎn)比有機(jī)鉻大得多。無機(jī)鉻中常見的形態(tài)為Cr（Ⅵ）和Cr（Ⅲ）。三價鉻是人體必需的微量元素，是葡萄糖耐量因子(GTF)的主要組成部分。人體缺鉻會使糖代謝紊亂，導(dǎo)致糖耐量異常及糖尿病。六價鉻由于其氧化性和對皮膚的高滲透性,毒害很大,被確認(rèn)有致癌作用。另外鉻形態(tài)分布也影響鉻在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律。因此鉻的形態(tài)分析對于研究土壤肥力和人體健康等都具有很重要的存在意義。土壤是一個多組分多相的復(fù)雜體系，存在著各種結(jié)

4、合態(tài)的鉻，它們對環(huán)境的毒性和植物的有效性也是不一樣的，所以，必須選用合適的提取劑把不同結(jié)合態(tài)逐級提取區(qū)分開來進(jìn)行研究。當(dāng)前已有大量的文獻(xiàn)報道了鉻的形態(tài)分析，目前鉻形態(tài)分析方法主要包括原子吸收光譜法、分子光譜法、電化學(xué)法和質(zhì)譜法等。1、土壤中鉻的存在形態(tài)土壤中鉻通常是以Cr（Ⅵ）和Cr（Ⅲ）2種價態(tài)存在，除此之外土壤中還存在著各種結(jié)合態(tài)的鉻。陳英旭等在土壤中鉻的形態(tài)及其轉(zhuǎn)化一文中，通過土壤中不同結(jié)合態(tài)鉻的逐級提取方法的研究，結(jié)果表明，較低的條件下，水溶性和代換性鉻濃度顯著增加，pH4.0左右，水溶性和代換性鉻總含量青紫泥可達(dá)36.75mg/kg，黃筋泥可達(dá)44.74mg/kg，而在p

5、H6.0左右土壤中水溶性和代換性鉻濃度是很低的。因為在吸附或吸附—沉淀區(qū)域內(nèi)吸附的鉻容易被提取出來，而在穩(wěn)定沉淀區(qū)域，pH比較高，Cr（Ⅲ）容易形成穩(wěn)定沉淀態(tài),難以被H2O和NH4Ac所提取，所以，在pH高的條件下，沉淀鉻量顯著增加，殘渣態(tài)鉻量也有所增加，青紫泥和黃筋泥都是如此。由此可知自然土壤中鉻的形態(tài)主要以殘渣態(tài)和沉淀態(tài)為主；土壤還原條件下，土壤中鉻有向有機(jī)結(jié)合態(tài)鉻轉(zhuǎn)化趨勢，有機(jī)結(jié)合態(tài)鉻隨時間有所增加，水溶態(tài)和代換態(tài)鉻濃度略有上升。2、土壤中鉻存在形態(tài)分析方法2.1電化學(xué)方法用于鉻的形態(tài)分析的電化學(xué)方法主要有極譜法、循環(huán)伏安法、伏安法、離子選擇性電極電位分析及流動注射進(jìn)樣結(jié)合電

6、分析檢測等。電化學(xué)分析方法具有儀器設(shè)備簡單，靈敏度高，易于自動化，不用進(jìn)行試樣分離即可測定元素總量和元素的形態(tài)；可設(shè)計成很小的固體電極，消耗樣品量少，破壞性小等特點(diǎn)，故在鉻的形態(tài)分析中發(fā)揮著越來越大的作用。2.2原子光譜法原子光譜法包括原子發(fā)射光譜法、原子吸收光譜法和原子熒光光譜法等。原子光譜法用于形態(tài)分析靈敏度高，但一般要與適當(dāng)?shù)姆蛛x富集方法相結(jié)合，即聯(lián)用技術(shù)，而多種方法的聯(lián)用又拓展了該技術(shù)的應(yīng)用范圍。2.3分光光度法和其它的分析方法相比,分光光度法在鉻的形態(tài)分析中較早得到應(yīng)用。利用Cr(Ⅵ)的強(qiáng)氧化性及催化活性，可使某些有機(jī)試劑褪色或顏色加深而用于定量測定。當(dāng)前常用于提高靈敏度

7、的有機(jī)試劑有偶氮類試劑、吡啶及噻唑偶氮衍生物、卟啉類試劑及多元絡(luò)合物高靈敏度顯色體系等。當(dāng)前,分光光度法用于鉻的形態(tài)分析的例子很多。如游建南報道了用Cl-TBP萃淋樹脂分離，分光光度法測定工業(yè)廢水中微量Cr(Ⅲ)，Cr(Ⅵ)和總Cr。黃典文等根據(jù)Cr(Ⅵ)能氧化甲酚藍(lán)褪色，借此測定土壤中微量鉻。2.4其它方法當(dāng)前用于鉻的形態(tài)分析的方法還有中子活化分析法、色譜法、熒光法、化學(xué)發(fā)光法等。3.土壤中鉻的測定方法3.1土壤樣品的預(yù)處理土壤中總鉻測定的預(yù)處理方法有混合酸消解、微