土壤粒径分析

[size=16px]　　土壤团粒分析仪有哪些特点　　土壤团粒分析仪是用于测量土壤团粒组成和分布的仪器，它有助于了解土壤的物理性质和土壤结构。以下是一些常见的土壤团粒分析仪的特点：　　高精度分析：土壤团粒分析仪提供高精度的土壤团粒分析，可以分辨不同团粒粒径的含量，通常以毫米或微米为单位。　　多尺度分析：这些仪器通常能够在不同尺度上分析土壤团粒，从粗大团粒到微细颗粒，从而提供更全面的信息。　　自动化和高通量：一些现代土壤团粒分析仪具备自动化功能，可以快速分析大量样本，提高工作效率。　　样品预处理：土壤团粒分析仪通常可以进行样品的适当预处理，例如去除有机质或颗粒的散度调整，以确保分析的准确性。　　数据可视化：这些仪器通常提供数据可视化功能，以便用户能够直观地理解土壤团粒的分布和特性。　　数据存储和导出：土壤团粒分析仪通常具有数据存储和导出功能，使用户可以随时检索和分享分析结果。　　多种团粒特性测量：除了粒径分布，一些仪器还可以测量土壤团粒的形状、孔隙度、比表面积和密度等特性。　　适应不同土壤类型：这些仪器通常可适应不同类型的土壤，包括沙质土壤、壤土和黏土等。　　多样化的应用：土壤团粒分析仪广泛用于土壤科学、土壤物理学、农业研究、环境科学、土壤工程和地球科学等领域。　　易于操作：尽管这些仪器提供高级功能，但它们通常设计成易于操作，以确保用户能够有效地使用它们。　　总之，土壤团粒分析仪是一种重要的土壤分析工具，具有高精度、自动化、多尺度、数据可视化和适应多种应用的特点，有助于研究土壤的物理性质和结构，从而对农业、土壤工程、环境科学和其他领域的决策和研究产生影响。不同型号的土壤团粒分析仪可能具有不同的特点和功能。[img=,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310261058149946_7683_6098850_3.jpg!w690x690.jpg[/img][/size]

[font=黑体][b]问题描述：[/b][/font][font=宋体]在土壤重金属测定中，如何对土壤重金属总量分析方法进行摸索？[/font][font=黑体][b]解答：[/b][/font][font=宋体][font=宋体]摸索分析方法具有一定挑战，实验人员只要对仪器熟悉、对样品熟悉，想办法把样品和仪器有效联系起来，就能取得摸索分析方法的成功。建议，先通过标准物质摸索分析方法的技术指标准确度，一旦准确度比较好了再通过实际样品进行精确度实验。对我们日常分析的正确度而言，如果我们的实验结果落在标准物质的标准值范围，那就非常好，事实上在多元素同测时，可能会存在某几个项目没有落入标准值范围，此时可以参考《多目标区域地球化学调查规范》（[/font][font=Times New Roman]DZ/T 0258-2014[/font][font=宋体]）的质控要求：标准物质的测定结果在[/font][font=Times New Roman]3[/font][font=宋体]倍检出限和[/font][font=Times New Roman]1%[/font][font=宋体]之间，测定结果平均值和标准值的对数误差绝对值分别不大于[/font][font=Times New Roman]0.10[/font][font=宋体]和[/font][font=Times New Roman]0.05[/font][font=宋体]，即：分别为标准值的[/font][font=Times New Roman]79%~125%[/font][font=宋体]和[/font][font=Times New Roman]89%~112%[/font][font=宋体]。[/font][/font][font=宋体]国土部门实验室为我们研制了丰富的、典型的土壤标准物质，我们可以费点时间获得标准物质中各元素的含量范围。[/font][align=center][img=,542,251]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/03/202303212009175240_2348_3389662_3.jpg!w549x264.jpg[/img][font='Times New Roman'] [/font][/align][align=center][font=黑体]图[/font][font=黑体]3-[/font][font=黑体]3 [/font][font='Times New Roman']WDXRF[/font][font=黑体]测定土壤样品不同粒径情况[/font][/align][align=center][font=黑体] [/font][/align][font='Times New Roman']1．[/font][font=宋体][font=宋体]研究消解方法：结合对生态环境监测系统而言，实验人员多关心的土壤中元素的总量。土壤中待测元素的赋存形态对我们的消解方法选择至关重要，对于吸附性或离子交换性存在的元素，我们采用酸提取即可，对以矿物晶格形式存在的待测元素，必须完全破坏土壤结构。土壤的主要成分是矿物质特别是硅、铝和铁的氧化物以及有机质，硅的氧化物或硅酸盐，结合酸的特点及功能，我们需要使用氢氟酸分解硅的氧化物或硅酸盐，采用氧化性酸分解有机物，因此似乎消解土壤样品只需要氢氟酸和硝酸或盐酸，事实上《硅酸盐岩石化学分析方法[/font] [font=宋体]第[/font][font=Times New Roman]30[/font][font=宋体]部分：[/font][font=Times New Roman]44[/font][font=宋体]个元素量测定》（[/font][font=Times New Roman]GB/T 14506.30-2010[/font][font=宋体]）就是采用硝酸－氢氟酸在高压体系进行消解的。[/font][/font][font='Times New Roman']2．[/font][font=宋体][font=宋体]选择分析仪器：结合仪器的性能和元素的含量范围，辅以样品消解取样量和定容体积，土壤取样量大于[/font][font=Times New Roman]0.5 g[/font][font=宋体]，定容体积小于[/font][font=Times New Roman]10.0 mL[/font][font=宋体]等情况不多见，寻找合适的分析仪器。同时我们要通过仪器干扰库了解各类某种元素的潜在干扰，结合样品中干扰元素的含量情况以及待测元素、干扰元素的灵敏度情况，判定该仪器是否能避开干扰，或者干扰对待测元素的影响有限。理论上，[/font][font=Times New Roman]ICP-OES[/font][font=宋体]适合测定土壤样品中的铅，但铅因受到土壤样品中基体成分铁的干扰，事实上某些厂家的[/font][font=Times New Roman]ICP-OES[/font][font=宋体]无法测定土壤中的铅。此外，不论是做方法验证还是研制分析方法，普遍会选择低、中、高含量的标准物质，事实上我们还要考虑干扰物的含量情况。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]需要指出的是，同一项目在不同地区待测元素含量不同，更重要的是赋存形式存在差异，这就要求我们在研究分析方法时，一定要选择有代表性的标准物质，慎重推广分析方法。另外，土壤标准物质的粒径是[/font][font=Times New Roman]200[/font][font=宋体]目，我们日常制备重金属样品的粒径是[/font][font=Times New Roman]100[/font][font=宋体]目，这会给消解上带来少许差异；我们在制样时，按照四分法把所有筛选的样品全部过[/font][font=Times New Roman]100[/font][font=宋体]目筛，并充分混匀，不能因为后过筛的样品难磨而随意丢弃。[/font][/font][align=center][font=黑体]表[/font]3-4 标准物质样品中汞的测定结果（mg/kg）[img=,690,188]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/03/202303212009429794_3597_3389662_3.jpg!w690x188.jpg[/img][font=宋体][font=宋体]进一步通过例子说明方法推广要慎重。[/font][font=Times New Roman][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url][/font][font=宋体]测定汞有两个缺点，一是存在记忆效应，可通过以[/font][font=Times New Roman]200 [/font][/font][font=Symbol]m[/font][font=宋体][font=Times New Roman]g/L[/font][font=宋体]金离子－[/font][font=Times New Roman]5%[/font][font=宋体]硝酸配置汞标准溶液和冲洗液，消除汞的记忆效应；二是第一电离能高导致灵敏度低精密性差，主要通过延长积分时间解决。对于[/font][font=Times New Roman][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url][/font][font=宋体]分析土壤中[/font][font=Times New Roman]Hg[/font][font=宋体]尚存在争议，闫学全在碰撞模式下取得了满意结果，李耀磊等在碰撞模式下采用[/font][font=Times New Roman]Hg[/font][font=宋体]测定冬虫夏草区域土壤样品，孙杰等在标准模式下获得了准确结果，刘珂珂等在碰撞模式下采用[/font][/font][sup][font=宋体][font=Times New Roman]202[/font][/font][/sup][font=宋体][font=Times New Roman]Hg[/font][font=宋体]获得了理想结果，阳国运等、张廷忠等通过王水水浴消解样品，在碰撞模式下测定样品中[/font][font=Times New Roman]Hg[/font][font=宋体]；王海鹰等、秦德萍等分别通过氧气模式、高分率磁质谱，方能实现[/font][font=Times New Roman][WO][/font][/font][sup][font=宋体][font=Times New Roman]+[/font][/font][/sup][font=宋体][font=宋体]干扰物的消除，获得符合标准物质认定值的实验结果。采用《土壤质量[/font] [font=宋体]总汞、总砷、总铅的测定[/font] [font=宋体]原子荧光法》（[/font][font=Times New Roman]GB/T 22105-2008[/font][font=宋体]）的王水水浴消解方法，[/font][font=Times New Roman][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url][/font][font=宋体]和[/font][font=Times New Roman]AFS[/font][font=宋体]测定土壤及水系沉积物中[/font][font=Times New Roman]Hg[/font][font=宋体]的结果（如表[/font][font=Times New Roman]3-4[/font][font=宋体]）：测定结果相对偏差均不大于[/font][font=Times New Roman]10%[/font][font=宋体]，满足[/font][font=Times New Roman]HJ/T 166-2004 [/font][font=宋体]质量控制要求；[/font][font=Times New Roman]AFS[/font][font=宋体]测定标准物质样品[/font][font=Times New Roman]Hg[/font][font=宋体]具有良好的准确度，[/font][font=Times New Roman][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url] [/font][font=宋体]采用[/font][/font][sup][font=宋体][font=Times New Roman]201[/font][/font][/sup][font=宋体][font=Times New Roman]Hg[/font][font=宋体]、[/font][/font][sup][font=宋体][font=Times New Roman]202[/font][/font][/sup][font=宋体][font=Times New Roman]Hg[/font][font=宋体]测定[/font][font=Times New Roman]GSS-16[/font][font=宋体]、[/font][font=Times New Roman]GSS-24[/font][font=宋体]的结果满足认定值要求，[/font][/font][sup][font=宋体][font=Times New Roman]201[/font][/font][/sup][font=宋体][font=Times New Roman]Hg[/font][font=宋体]测定 [/font][font=Times New Roman]GSS-27[/font][font=宋体]、[/font][font=Times New Roman]GSD-12[/font][font=宋体]的结果尚可，据此似乎可以认为，[/font][font=Times New Roman][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url][/font][font=宋体]可以在碰撞模式下测定土壤中汞；但是[/font][font=Times New Roman][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url][/font][font=宋体]的[/font][/font][sup][font=宋体][font=Times New Roman]201[/font][/font][/sup][font=宋体][font=Times New Roman]Hg[/font][font=宋体]测定[/font][font=Times New Roman]GSD-11[/font][font=宋体]、[/font][font=Times New Roman]GSS-6[/font][font=宋体]和[/font][/font][sup][font=宋体][font=Times New Roman]202[/font][/font][/sup][font=宋体][font=Times New Roman]Hg[/font][font=宋体]测定 [/font][font=Times New Roman]GSS-27[/font][font=宋体]、[/font][font=Times New Roman]GSD-11[/font][font=宋体]、[/font][font=Times New Roman]GSD-12[/font][font=宋体]、[/font][font=Times New Roman]GSS-6[/font][font=宋体]的结果均不同程度高于标准物质认定值，以[/font][font=Times New Roman]GSD-11[/font][font=宋体]为例，[/font][/font][sup][font=宋体][font=Times New Roman]201[/font][/font][/sup][font=宋体][font=Times New Roman]Hg[/font][font=宋体]、[/font][/font][sup][font=宋体][font=Times New Roman]202[/font][/font][/sup][font=宋体][font=Times New Roman]Hg[/font][font=宋体]实验结果是真值的[/font][font=Times New Roman]1.69[/font][font=宋体]、[/font][font=Times New Roman]14.0[/font][font=宋体]倍，反而否定[/font][font=Times New Roman][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url][/font][font=宋体]不能测定土壤中汞。因此，我们可以认为，因受氧化物质谱干扰导致[/font][font=Times New Roman][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url][/font][font=宋体]即使在碰撞模式下亦不具有准确测定土壤中汞的能力。[/font][font=Times New Roman][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url][/font][font=宋体]不能直接分析土壤中汞，不代表不能分析水中汞；可分析水中汞，不表示能直接分析富钨水样中汞，我们测定结果是相对的。我们在摸索方法时，一定要结合样品基体和干扰物来判断。[/font][/font][/align]

学者对土壤有效态比较感兴趣，现有国家标准及环保、农业、林业行业标准中土壤重金属有效态的八个标准、规范。对现有方法标准规范进行整理，指出其存在问题、提出建议，并就今后研究内容做啦展望。[b]一、存在问题[/b] 标准规范汇总见附图。[b]1. 适用范围不统一：[/b]同样的浸提剂适合的元素（可能与检测仪器有关）及土壤酸碱度不一致；[b][color=#009900]钼单独采用草酸-草酸铵缓冲溶液作浸提剂，不知道为啥特殊？[/color]2. 浸提条件不一致：[/b]土壤粒径[color=#3333ff][b]（标准方法多为10目、20目，土壤有效态标样粒径有60目、80目）[/b][/color]、土壤与浸提剂量、震荡强度、震荡温度等浸提条件差异较大，[b][color=#3333ff]这些条件影响土壤与浸提剂间的反应速率因子，对测试结果影响较大。[/color]3. 浸提剂作溶液基体：[/b]采用0.1 M 盐酸可以理解；使用pH值7.3~7.5的DTPA浸提剂配置金属标准曲线溶液，与土壤浸提后基体较为匹配，但和传统认识（重金属多采用1~5酸度保存）冲突；[b][color=#cc0000]加之某些标准指出，提取液有效期48h，是否意味着用DTPA浸提剂配置的标准曲线溶液的有效期亦为2 d？[/color][color=#cc33cc]（这无疑增加了分析人员的工作量，同时也浪费试剂）[/color]二、个人浅见1.明确属于含义：[/b]包括土壤有效态、酸碱性土壤特别是[b]中性土壤[/b]（究竟是pH值是指6.5~7.5还是6.5~7.0？）；[b][color=#009900]进[/color][color=#006600]而整合有效态测试过程，先测试土壤酸碱性，再结合酸碱性进行有效态浸提剂选择。[/color]2.浸提条件固定化：[color=#3366ff]对影响浸提反应速率的提取条件（土壤粒径、土壤取样量、振荡条件）标准化，包括土壤有效态标样的粒径。[/color]3. 提取液处理：[/b][color=#009900][b]对经DTPA浸提后过滤样品体积如20.0 ml做出要求，加少许酸如0.5 ml 浓硝酸保存[/b][/color]；同时，标准溶液也采用传统配置方法。[b]三、未来关注[/b] 国外，比较成熟的有三部法和五部法，该方法重复性较差；当前国内外学者热用薄膜梯度扩散技术(DGT)、薄膜扩散平衡技术（DET），姑且不说成本的问题，关键是可操作性不是很强。[b]1.实验土壤：[/b]除了考虑[b][color=#009900]土壤类型（见附图）[/color][/b]外，选择[b]正受污染土壤（根际和叶子吸收两个因素）[/b]、[b]曾受污染土壤（变量因子单一）[/b]、不受污染土壤？最好与植物籽粒、果实开展相关性研究。[b]2.土壤粒径：[/b]选择更接近农业生产的2.0 mm[b]（粒径小的土壤重力沉降导致实验土壤不均匀）[/b]，还是选择均匀性较好0.149 mm？[b]3.元素项目：[/b]应综合考虑[b]植物必需的19种微量元素[/b](必需大量元素 碳、氢、氧、氮、磷、钾、硅，镁、钙、硫、钠，氯、铁、锰、硼、锌、铜、钼、镍)和《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762-2017）[b]7种有毒有害元素[/b]（铅、镉、汞、砷、锡、镍、铬）,从这些元素中选择？[b][color=#ff0000]能否按照元素周期表对同一主族元素进行共同研究？[/color][/b][img=,673,330]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709231829_01_1699201_3.png[/img][img=,690,469]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709231920_01_1699201_3.jpg[/img]