一种土壤活性态硒的检测方法技术

土壤重金属硒适量对植物及人体有益，过量对植物产生毒害作用，并通过食物链对人体健康造成威胁；现用土壤重金属硒检测方法是测定土壤重金属硒全量，检测过程复杂，而且测定结果中很大一部分硒不具备生物有效活性。土壤活性态硒检测方法分析出的土壤活性态硒，能最大限度反映土壤重金属硒与植物根系吸收之间关系，表征土壤重金属硒有效状态。土壤活性态硒检测采用超大土壤取样量，二乙三胺五乙酸为螯合剂，氯化钙中钙离子为螯合浸提平衡剂，三乙醇胺作为缓冲剂，螯合浸提出土壤活性态硒；采用原子荧光光谱法，超低质量浓度标准曲线，保证土壤中超微量土壤活性态硒的检出。土壤活性态硒含量的表示单位为μg/kg或10-3mg/kg。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于农业领域，专利代码为A99；具体涉及土壤中易被植物根系吸收，并能进入农业生产收获品中，影响农产品质量的土壤活性态硒的分析检测方法。
技术介绍
土壤重金属主要包括镉（Cd）、汞（Hg）、砷（As）、铅（Pb）、铬（Cr）、铜（Cu）、锌（Zn）、镍（Ni）、硒（Se）、锑（Sb）、铋（Bi）等重金属元素；重金属在土壤中的存在形态可分为五类，第一是存在于硅酸盐、原生和次生矿物等土壤晶格中，是自然地质风化过程的结果，在自然界正常条件下不易释放，能长期稳定在沉积物中，不易为植物吸收；其次是铁锰氧化物结合态重金属，是以矿物的外囊物和细粉散颗粒存在,活性的铁锰氧化物比表面积大，吸附或共沉淀阴离子而成；第三是碳酸盐结合态重金属，是土壤中重金属元素在碳酸盐矿物上形成的共沉淀结合态；固定在土壤晶体中，或与土壤中其它物质结合成难溶状态的重金属不具备生物有效活性，不能被植物吸收而进入食物链；第四是有机结合态重金属，它是土壤中各种有机物及矿物颗粒的包裹层等与土壤中重金属螯合物，螯合程度决定了该重金属是否能被植物吸收；第五类是土壤中可交换态重金属，它是吸附在粘土表面、腐殖质及其它成分上的金属，对环境变化敏感,易于迁移转化，能被植物吸收，最能反映土壤生物毒性及人类近期排污状态。可交换态重金属及有机结合态重金属具有相当强的活动性和生物可利用性，土壤中的重金属对植物产生毒害作用时，会引起株高度、主根长度、叶面积等一系列生理特征的改变，从而影响植物生理生态过程、植物产量和品质；它们可以在生物体内积蓄，导致农作物中毒、减产、直至死亡，影响生态系统的安全性；最后通过食物链进入人体，直接对人体健康造成威胁；适量硒对植物及人体有益，但与其他土壤重金属元素一样，人体持续摄入含硒高的食物和水可出现硒中毒；急性硒中毒的症状有呕吐、腹痛、头发和指甲脱落、皮疹、周围神经炎，严重时可发生呼吸紊乱、呼吸衰竭，根据急性毒性分级硒属于剧毒级。硒在土壤中以多种形态存在，包括元素态硒、矿物态硒、水溶态硒、有机态硒等，化合价有+2、+4、+6；GB5749-2006生活饮用水卫生标准规定，硒浓度不得超过0.01mg/L；GB3838-2002地面水环境质量标准硒全量Ⅰ类～Ⅲ类≤0.01mg/L、Ⅳ～Ⅴ类水0.02mg/L；GB15618-2008土壤环境质量标准农田总硒二级标准值为3.0mg/kg。现用土壤重金属硒分析检测方法是测定土壤中硒的全量，按照国家标准，土样经硝酸-盐酸-高氯酸消解后，在酸性介质中，试样中硒被硼氢化钾（KBH4）或硼氢化钠（NaBH4）还原成原子态硒，由载气（氩气）带人原子化器中，在特制硒空心阴极灯照射下，基态硒原子被激发至高能态，在去活化回到基态时，发射出特征波长的荧光，其荧光强度与硒含量成正比，与标准系列比较定量；检测过程中土壤样品要经过强酸、强氧化剂将土壤中大量固定的重金属释放出来，操作方法复杂；在冷原子吸收法测定过程中，只注重较高含量的土壤全硒而忽视低含量的土壤活性态硒的检测；且目前测定方法的土壤全硒含量只有一部分能通过植物根系进入植物体内，其它部分是固定在土壤晶体中、或与土壤中其它物质结合成难溶状态，不具备生物有效活性，因此测定结果不能代表土壤活性态硒对植物吸收的影响状态。本专利是在对秦岭巴山区域土壤重金属硒全量、土壤活性态硒与农业产出品中重金属硒全量进行分析的基础上，研究土壤重金属全量、活性态含量与农业产出品中重金属硒全量的相关性，创建了“一种土壤活性态硒的检测方法”，该分析方法检出的土壤活性态硒含量能最大限度反映出土壤重金属硒与植物吸收之间的关系，真正反映土壤重金属污染状态；经检索国内外相关文献，未发现有与“一种土壤活性态硒的检测方法”相同内容的报道。
技术实现思路
土壤活性态硒的检测分析采用二乙三胺五乙酸浸提—原子荧光光谱仪检测；采用二乙三胺五乙酸-氯化钙-三乙醇胺缓冲溶液作为浸提剂，螯合浸提出土壤活性态硒，用冷原子原子荧光光谱仪法测定；其中适量的二乙三胺五乙酸为螯合剂，适量的氯化钙中钙离子为螯合浸提平衡剂，氯离子防止石灰性土壤中游离碳酸钙的溶解，避免因碳酸钙所包蔽的硒元素释放而产生的影响；适量的三乙醇胺作为缓冲剂，能使溶液pH保持7.3左右，同时三乙醇胺对碳酸钙溶解也有抑止作用。在2：1的水土比前提下，尽可能增加土壤样品数量以保证土壤中含量很低的土壤活性态硒的检出，称取通过2mm孔径尼龙筛的风干试样20.00g于200mL塑料瓶中，加入25℃±2℃的二乙三胺五乙酸-氯化钙-三乙醇胺浸提剂40mL，盖好瓶盖，摇匀，在25℃±2℃的条件下，以180r•min-1±20r•min-1的频率振荡2h，振荡液用离心机离心5分钟后立即过滤，保留滤液并在48h内完成测定，同时做空白试验。采用超低质量浓度标准曲线，尽可能发挥原子荧光光谱仪超微量元素检测功能，以保证土壤中含量很低的土壤活性态硒的检出；具体方法是使用常规测量中100.0μg/L硒标准使用液浓度的1/10作为本专利技术中的硒标准使用液浓度，即10.0μg/L；标准曲线采用超低质量浓度标准曲线，硒标准曲线最大上限取2.0μg/L，零点之上第一个浓度值使用常规测量中硒标准液浓度1.0μg/L的1/5，即0.2μg/L硒作为本专利技术中零点之上第一个标准曲线浓度值。土壤活性态重金属硒含量的表示单位是每千克土壤中活性态硒的微克数或毫克数，表示单位为：μg/kg或A×10-3mg/kg，土壤活性态硒含量很低，大约在0.0001mg/kg-0.01mg/kg，即0.1μg/kg-10μg/kg之间，以正常国际标准mg/kg表示单位时存在表述单位缺陷，为读取和记录方便，以μg/kg或A×10-3mg/kg表示土壤活性态硒单位更加切合实际。具体实施方式土壤活性态硒一种检测方法：螯合浸提—原子荧光光谱仪法；采用二乙三胺五乙酸-氯化钙-三乙醇胺缓冲溶液作为浸提剂，其中二乙三胺五乙酸为螯合剂，氯化钙为螯合浸提平衡剂，三乙醇胺为缓冲剂，能使溶液pH保持7.3左右，螯合浸提出土壤活性态硒，用原子荧光光谱仪法，采用超低质量浓度标准曲线，测定土壤活性态硒。主要仪器设备：1、分析天平：精度为 0.0001g；2、原子荧光光度计；3、硒元素空心阴极灯；4、酸度计；5、恒温（控温25℃±2℃）往复式或旋转式振荡机，或放置在恒温室内的普通振荡机，满足180r·min-1±20r·min-1的振荡频率或达到相同效果；6、离心机；7、200mL带盖塑料瓶或250mL三角瓶。试剂与试剂配制：13.1、试剂：1、二乙三胺五乙酸：优级纯；2、三乙醇胺：优级纯；3、氯化钙（CaCl2·2H2O）：优级纯；4、盐酸（HCl）：优级纯，ρ=1.19 g/mL；5、氢氧化钾（KOH）：优级纯；6、硼氢化钾（KBH4）：优级纯；7、高纯硒粉；8、氨水；13.2、50%盐酸溶液：移取500mL盐酸，用实验用水稀释至1000mL；13.3、50%氨水溶液：移取500mL氨水，用实验用水稀释至1000mL；13.4、螯合浸提剂配制：称取1.967g二乙三胺五乙酸，溶于14.92g(约13.3mL)三乙醇胺和少量水中；再将1.47g氯化钙（CaCl2·2H2O）溶于水后，一并转入1L容量瓶本文档来自技高网...

【技术保护点】
土壤活性态硒检测采用螯合浸提剂浸提出土壤活性态硒，其螯合浸提剂完全配方是：二乙三胺五乙酸1.967g，溶于14.92g(约13.3mL)三乙醇胺和少量水中；再将1.47g氯化钙溶于水后，一并转入1000mL容量瓶中，加水至约950mL；在酸度计上用50%盐酸溶液或50%氨水调节pH至7.3，用水定容至1000mL。

【技术特征摘要】
1.土壤活性态硒检测采用螯合浸提剂浸提出土壤活性态硒，其螯合浸提剂完全配方是：二乙三胺五乙酸1.967g，溶于14.92g(约13.3mL)三乙醇胺和少量水中；再将1.47g氯化钙溶于水后，一并转入1000mL容量瓶中，加水至约950mL；在酸度计上用50%盐酸溶液或50%氨水调节pH至7.3，用水定容至1000mL。2.螯合浸提剂中以氯化钙钙离子为土壤活性态硒检测螯合浸提平衡剂。3.土壤活性态硒的检测尽可能增加土壤样品数量以保证土壤中含量很低的土壤活性态硒的检出...

【专利技术属性】
技术研发人员：何文，高鹏，杨小敏，简红忠，葛红光，纪晓晖，付伟伟，
申请(专利权)人：何文，
类型：发明
国别省市：陕西;61