一、適用范圍
本法推薦的化學(xué)提取方法主要適用于監(jiān)測土壤中上述無機污染物的可溶態(tài)濃度,評估土壤污染物對食物鏈污染的風(fēng)險及植物毒性。
二、相關(guān)定義
(一)土壤
土壤是指地球陸地表面由巖石風(fēng)化和母質(zhì)成土過程形成的疏松表層,由固相(包括有機質(zhì)、無機礦物質(zhì)等)、氣相和液相組成。土壤的本質(zhì)是具有肥力,是人類和生物賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ),自然界物質(zhì)和能量循環(huán)的重要一環(huán)。土壤的主要功能包括:維持動植物生產(chǎn)、為生物提供生境、生物基因庫、蓄水和凈化環(huán)境等。
(二)土壤類物質(zhì)
來源于土壤并被人類活動所改變的物質(zhì),包括人工混合、堆墊的土壤、疏浚的物質(zhì)等。
(三)污染物
本書采用基于風(fēng)險的污染物定義,即:當(dāng)所關(guān)注的化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的濃度足以對人體和生態(tài)健康產(chǎn)生不可接受的危害時,稱其為污染物。化學(xué)物質(zhì)來源包括人為源和自然源,該定義考慮了可接受的風(fēng)險水平、目前和未來可預(yù)見的土地利用方式及暴露場景等。
(四)污染土壤風(fēng)險評估
本書所指的污染土壤風(fēng)險評估包括人體健康風(fēng)險評估和生態(tài)風(fēng)險評估,主要是評估一個區(qū)域內(nèi)或場地內(nèi)的污染物對人體或生態(tài)系統(tǒng)健康造成的影響與損害,以便確定污染事故的風(fēng)險類型與等級,預(yù)測污染事故的影響范圍及危害程度,為風(fēng)險管理提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。
(五)生物有效性
由于土壤污染物的生物有效性與具體的污染物特性,土壤特性,生物生活特性與食性,污染物、土壤組分、生物三者之間的相互作用,暴露途徑、時間等因素有關(guān),且不同學(xué)科對生物有效性的理解和定義不同,所以至今沒有一個被廣泛接受的統(tǒng)一的定義。本書采用ISO 11074: 2005土壤質(zhì)量一詞匯(Soil Quality-Vocabulary)中對生物有效性的定義,即土壤污染物的生物有效性是土壤污染物被人體或生態(tài)受體吸收或代謝的程度,或土壤污染物與生物體進行交互作用的程度。
(六)生物有效性過程
生物有效性過程包括土壤污染物從土壤到受體作用靶位的全過程,包括:土壤污染物在土壤固相和液相之間的分配、污染物向生物的遷移(合稱為環(huán)境有效性)、污染物穿過生物膜被生物吸收(環(huán)境生物有效性)、污染物在生物體內(nèi)積累并對生物產(chǎn)生效應(yīng)(毒理學(xué)生物有效性)等。從這個意義上,生物有效性不僅是一個靜態(tài)的濃度概念,也可以是一個動態(tài)的通量或速率概念。
三、土壤無機污染物生物有效性的測定方法
土壤無機污染物的生物有效性可以用兩類互補的方法進行測定:
(1) 生物學(xué)方法:測定土壤污染物的生物學(xué)效應(yīng),根據(jù)所關(guān)心的受體,選擇人、高等動物、植物、土壤動物和微生物等進行生物測試,可以在分子、細胞、代謝(酶活性或生物指示物)、個體(富集、生長、繁殖率、死亡率等)、種群(密度、多樣性)和群落(物種組成)水平進行測定。
(2) 化學(xué)方法:模擬土壤污染物的環(huán)境有效性,包括:①土壤溶液濃度;②基于水、中性鹽、稀酸或絡(luò)合劑的化學(xué)提取態(tài);③基于擴散和交換吸附的固相萃取等。
四、土壤無機污染物生物有效性的化學(xué)提取測定方法
目前,常用的化學(xué)提取方法有很多,如①水提??;②中性鹽提?。?0.01 mol/L CaC12,0.1 mol/L NaNO3,1 mol/L NH4NO3等);③稀酸(稀HCl等);④絡(luò)合劑(DTPA、EDTA等)。不同提取方法的原理不同,對不同元素的提取率不同。
本書依據(jù)下列原則,選擇適宜的提取方法:
(1) 提取方法基于物理、化學(xué)或生理學(xué)原理;
(2) 方法的適用范圍(如土壤類型、生物或污染物性質(zhì)等)明確;
(3) 方法成熟,操作步驟明確,經(jīng)過實驗室間的比對研究,具有標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì);
(4) 經(jīng)過大量試驗數(shù)據(jù)驗證表明該提取方法與生物學(xué)方法有較好的相關(guān)性;
(5)被政府機構(gòu)采納,并具有相關(guān)土壤標(biāo)準(zhǔn);
(6)分析步驟簡便,易于推廣。
基于上述原則,本書推薦下列3種提取方法:
(1)0.1 mol/L NaN03提取:針對Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn等重金屬,此法為瑞士聯(lián)邦在其土壤保護法令(OIS)中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)分析方法,并有相應(yīng)的可提取態(tài)含量標(biāo)準(zhǔn)。
(2) 稀HCl提?。禾崛閜H 5.86.3的稀鹽酸溶液,此法為日本環(huán)境省在其土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)分析方法,并有相應(yīng)的可提取態(tài)含量標(biāo)準(zhǔn)。
(3) 水提取:提取劑使用電導(dǎo)率為18.3 MΩcm-1的純水,此法為鮑士旦等編著的《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析》中的推薦方法。
注:華南標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)網(wǎng)-國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)采購平臺