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案例詳情
重金屬的土水分配行為研究——根際土壤溶液采樣器的應用
日期：2025-09-17 02:04
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摘要：重金屬的土水分配行為研究——根際土壤溶液采樣器的應用
采集土壤樣品 1 kg。
①基金項目：國家自然科學基金項目（40772155）、咸寧學院重點項目（BK0704）和生物地質與環境地質教育部重點實驗室開放基金項目（BGEG0809） 資助。作者簡介：郝漢舟（1970－），男，湖北英山人，博士，主要從事生態修復的教學與科研工作。E-mail: haohz110@163.com
在開挖的土壤剖面上采用負壓式土壤溶液采樣器采 集土壤溶液。在剖面深度 20、40、60、80、130、 160 cm 處埋置陶瓷頭。土壤溶液采集有以下步驟：
①清洗。第一次使用的新儀器，在安裝前用稀酸洗 干凈并用蒸餾水浸泡陶瓷頭 24 h 以上。②埋置。用 直徑略大于陶瓷頭的土鉆在預定的剖面深度處打
孔，打孔時略向下傾斜，將土鉆中的土壤取出，過
篩去掉粗砂和石礫，加水攪和成泥漿倒回孔中，把 陶瓷頭放入孔中央，使泥漿沒過陶瓷頭，加土壓實 密封防止大氣進入。③連接。把陶瓷頭通氣支管用 金屬桿堵塞，確保密閉。④潤洗。按壓真空泵抽氣， 使瓶內氣壓為 -0.7 個標準大氣壓。初抽取的溶液 并不取樣，只用于潤洗陶瓷頭、導管和采樣瓶。⑤ 采樣。在負壓達到要求時，經過潤洗后即可進行采 樣。
土壤及土壤溶液中 Cu 和 Zn 用 IRIS Intrepid 全譜 儀測定（檢測方法依據 DZ/T0064-93），Cd 用 M6 石 墨爐原子吸 收分光光度 計測定（檢 測方法依據 GB5750-85 ）。土壤溶 液 pH 用美 國哈希 HACH sensION4 便攜式 pH 計測定。土壤有機 C 用用重鉻酸 鉀氧化-外加熱法測定。
2分析與討論
2.1土壤溶液重金屬濃度
不同深度土壤溶液中的重金屬濃度見表 1，大值 和小值相差 2 個數量級。其中，在 20 cm 深度上，
溶液中的 Cu 濃度范圍為 0.001 ~ 0.404 mg/L，平均值 為 0.018 mg/L；Cd 濃度范圍為 0.01 ~ 0.08 μg/L，平均
值為 0.06 μg/L；Zn 濃度范圍為 0.034 ~ 0.343 mg/L，平
均值為 0.095 mg/L。
表 1 不同深度土壤溶液中 Cu、Cd、Zn 濃度描述統計（n = 24）（mg/L）
Table 1 Cu, Cd and Zn concentrations in soil solution at different depths
| 深度 | 平均值 0.018 0.026 0.021 0.023 0.022 0.008 | Cu (mg/L) 小值大值 0.0010.404 0.0010.126 0.0010.059 0.0050.064 0.0020.051 0.0010.019 | CV 0.004 0.009 0.005 0.005 0.004 0.002 | | 平均值 0.06 0.10 0.10 0.12 0.08 0.06 | Cd (μg/L) 小值大值 0.010.08 1.6 0.20 1.7 0.14 0.060.14 0.050.09 0.040.08 | CV 0.002 0.003 0.001 0.004 0.002 0.003 | | 平均值 0.095 0.080 0.092 0.100 0.076 0.059 | Zn (mg/L) 小值大值 0.0340.343 0.0040.260 0.0070.211 0.0310.260 0.0080.189 0.0180.110 | CV 0.024 0.019 0.017 0.018 0.016 0.008 | |||
| | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | |
| 20 | | | | | | | | | | | | | | |
| 40 | | | | | | | | | | | | | | |
| 60 | | | | | | | | | | | | | | |
| 80 | | | | | | | | | | | | | | |
| 130 | | | | | | | | | | | | | | |
| 160 | | | | | | | | | | | | | | |
在對溶液中重金屬進行對數轉換后作為因變量， 用土壤溶液中理化性質作為自變量，進行多元線性回 歸。自變量進入方程選擇逐步回歸方法（stepwise），
是土壤溶液pH、土壤中重金屬濃度（Mtotal ）、土壤有 機碳（Corg ）的函數：
()()
有log(Corg )、pH、log(Zntotal) 進入方程。
log M solution
=a +
b ´ pH + c ´
log M total
從表 2 可知，對于土壤溶液中Cu來講，只有土壤
+d ´
log (Corg )
（2）
溶液中有機C（Corg ）進入了方程，其他土壤理化性質 沒有作為自變量進入方程。對于土壤溶液中Cd來講， 只有土壤溶液pH進入了方程。對于土壤溶液中的Zn， 土壤溶液pH和土壤中的Zn濃度都作為自變量進入方 程。已有資料報道[10]，土壤溶液中的重金屬（Msolution ）
該模型中a、b、c、d為常數。該模型前提假設是土壤
溶液中的離子和H+ 競爭土壤的吸附位。該模型對來自 與田間和認為污染的土壤進行回歸預測，對土壤溶液 中的Cu、Cd、Zn，方程的決定系數分別為 0.611、0.884、 0.618[10]。
表 2 土壤溶液中重金屬預測方程
Table 2 Prediction equations for heavy metal in soil solution
在本研究中，Cd、Zn的線性回歸方程中，pH能解
釋方差變異的 42.3% 和 64.5%。無論是土壤溶液中的 有機C還是土壤黏粒含量，作為自變量進入方程后不能 進一步提高決定系數R2的大小。對于Cd和Zn，pH是 重要的預測土壤溶液中重金屬的因子，土壤溶液中的 土壤有機質沒有相同的預測效果。從回歸方程可以看 出，土壤溶液中的Cu和Cd、Zn完全不一樣，土壤溶液 中的有機質能夠解釋方程變異的 32.2%，土壤溶液pH