摘要：随着人类活动范围和活动频率不断增加，许多重金属逐渐被动物和植物富集，并伴随着动植物进行物质循环，逐渐深入到土壤内部。重金属是毒性较重的金属物质，受重金属污染的土壤毒性主要由土壤中重金属浓度和重金属形态两个方面来决定。研究重金属形态是土壤环境领域当中重要的研究对象。因此，本文以对土壤环境当中的提取重金属形态的几种不同形式以及对于重金属形态的分析方法做出详细的探讨目的。

关键词：环境研究;土壤中重金属形态;化学探析

中图分类号：X131 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）07-0-01

Abstract：With the increasing range of human activities and activities， many heavy metals are gradually enriched by animals and plants， accompanied by animal and plant material circulation， and gradually penetrate into the soil. Heavy metals are highly toxic metal materials. The toxicity of soil contaminated by heavy metals is mainly determined by the concentration of heavy metals in the soil and the form of heavy metals. Studying heavy metal forms is an important research object in the field of soil environment. Therefore， this paper makes a detailed discussion on the different forms of heavy metal extraction in the soil environment and the analysis methods for heavy metal forms.

Key words：Environmental research;Heavy metal form in soil;Chemical analysis

1 土壤环境研究中重金属形态的提取方式

在土壤环境研究中，分析重金属在土壤内部存在方式是测定重金属污染程度的有效方式。在土壤环境研究中，重金属形态的分析方式不依靠复杂的化学形态或物理形态分析，在土壤环境研究中，重点是重金属污染含量比例以及在土壤中的存在形式。目前，我国环境研究中主要使用的重金属含量测定方式有金属离子电子法、化学分离法，我国环境研究中主要使用的重金属形态提取方式有单级提取法和连续多级提取法两种。针对目标地区土壤中重金属污染程度的不同，可以适当选择不同方式组合进行土壤环境分析。

1.1 重金属形态的单级提取法

在目标土壤样本中某一单独的重金属含量远远超过此类土壤中重金属的平均含量时，可以采用重金属形态的单级提取法进行形态分析。在土壤环境研究中，使用不同的溶液对应不同的重金属种类进行分析，其特点是分析速度快，分析结果准确。本文将介绍几种常见的单级提取法的溶液类型。

例如，以水溶液作为提取液进行土壤中重金属形态分析可以有效测定土壤中迁移形态重金属离子的含量，但是使用水溶液作为提取液有很多明显的缺点：一是水本身作为提取溶液不具备pH缓冲能力，因此在研究提取分析过程中，溶液的PH程度将无法控制;二是溶于水溶液中的重金属离子很容易产生二次吸附的现象，影响环境分析测量效率。

使用电解质溶液进行单级提取法测定重金属形态分析可以有效地使用静电力吸附金属离子释放的阳离子，在许多电解质溶液中，使用强酸弱碱性的电解质溶液会在很大程度上降低目标地区的pH值。而使用氯化钙溶液则不会改变土壤样本的pH值，且化学形态二价的阳离子会在土壤重金属含量测定悬浮液中具有良好的吸附作用，很大程度上提高了单级提取法的效率。况且钙离子是土壤本身就富含的一种离子，不会对土壤造成额外的负担，是一种应用前景较为广泛的电解质分析溶液。

1.2 连续多级提取法

在测定许多土壤中重金属分布种类且不便于测量的样本中，可以使用在土壤重金属形态测定中随着反应不断提高其吸附性的复合溶液。使用连续多级提取法可以根据土壤中复杂的重金属种类及其分布含量，对其进行层次性的分析土壤中重金属形态。通过一种复合的萃取剂代替种类繁多的多种复合化合物，可以有效地模拟出多级提取土壤中重金属，从而进行其形态分析。使用连续多级提取法可以有效地模拟出土壤中重金属经过自然条件形成的溶解过程，人为的制造出一个由弱到强，逐级递减的溶解过程。将复杂的、多层次的重金属溶液提取过程变為一次性的、综合性的提取方式，极大简化了土壤环境中重金属含量的测定环节。

连续多级提取法是广泛应用于土壤自然环境研究的提取方法，早在19世纪70年代就有环境研究专家提出了五步连续提取法并一直沿用至今。这种方式主要是将土壤中重金属形态划分成可交换形态、有机物结合形态等五种形态，并利用这五种形态与萃取液的不同反应层次进行溶液提取。后续经过不断改良与应用范围扩大，专家们又提出了连续六步提取法与四步三级提取法以供不断扩展层面的环境研究使用。这些根据其适用特点研制出的提取法具有以下的优点：一是使用连续多级提取法进行土壤中重金属形态分析的过程与自认环境中土壤自然进行电解质淋滤过程相似，可以有效模拟重金属离子在土壤中的变化过程，有利于判断提取结果和分析土壤中重金属的存在形态;二是使用连续提取法进行土壤中重金属形态分析所得出的各种金属离子形态总量等于该种元素的总量，可以简化分析结果的审核过程;三是使用连续提取法可以有效扩展当今土壤环境研究的层面，分析不同环境中重金属离子的迁移性判断对当地土壤的危害程度和潜在威胁性，使当地政府可以有选择性的优先处理危害较大的重金属污染成本，循序渐进地净化当地土壤质量，为增加净土提供切实可靠的科学依据。

1.3 提取法的不足

使用单机提取法分析土壤中重金属形态时，该方式属于一次性的测

定方式，在土壤中重金属形态分析的单词调研中具有很大的效力，但不能实现对目标土壤地区的持续性调研，也就无法分析目标土壤中重金属含量及其形态的变化、重金属元素迁移和转化等方面的调查研究，无法为当地政府展开土壤净化提供源源不断的科学数据。连续多级提取法在土壤中重金属形态分析的应用需要较长的准备时间，且不同实验室对同一目标土壤研究缺乏可比性。利用连续多级提取法进行实验时，重金属元素提取过程必须在实验室环境下进行，无法真实模拟出土壤中重金属元素的实际形态，给予调查研究一定的阻碍。

1.4 对土壤样本的预前处理方式

对土壤样本的预前处理会改变该样本中元素的化学存在形态，对相同的溶液进行不同的处理方式和处理间隔会获得不同的变化。对相同土壤样本进行烘干、风干和干燥都会很大程度上改变土壤样本中元素化学形态。对土壤样本中一些不稳定的重金属元素离子和碳酸盐的改变最为明显，特别是对一些河床底部沉积物进行烘干和风干处理时，会在根本上改变该地区土壤中重金属离子在样本溶液中的溶解性，使用不同的预前处理方式可以很好改善金属离子在溶液中的提取速度。

2 土壤中重金属元素原位形态的分析方法

随着环境调研技术的不断发展进步，重金属元素原位形态的分析方式也在不断进步，特别是显微镜技术水平提高，给予分析重金属元素原位形态新的可能。在许多新出现的分析技术中，电子探针技术和X射线光谱技术有较高的应用范围，电子探针技术应用技术过程较为简单，但容易受到检测技术限制以及土壤中其他金属元素含量的干扰。X射线光谱技术是一种新型的重金属元素分析技术，可以有效地为土壤中重金属元素进行含量分析，其分析方式为通过颜色进行土壤中重金属元素含量的比对，颜色越深表示该区域中目标重金属含量越高，能够给研究人员提供土壤中重金属元素空间分布含量的大量数据，便于研究人员进行实地分析。

3 结束语

科学技术的发展是永无止境的，因此没有任何一种重金属提取研究技术可以永远保持其先进性。因此，我们要不断吸收各种先进的调查研究技术，为更复杂的土壤重金属污染和环境评价提供更加科学合理的元素信息。

参考文献

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[4]刘丽丽.土壤中重金属的形态分析及重金属污染土壤的修复[D].苏州：苏州科技学院，2010.

收稿日期：2019-03-06

作者简介：温磊（1985-），男，汉族，本科学历，工程师，研究方向为环境监测、污染场地调查、化学分析。