專利名稱：一種連續(xù)浸提的土壤中鐵的形態(tài)區(qū)分方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種區(qū)分鐵形態(tài)的方法。
背景技術(shù)：
鐵是土壤或沉積物中的重要組成元素，對于維持土壤或沉積物的物理結(jié)構(gòu)與生物 生理生態(tài)過程作用巨大。由于鐵元素的氧化還原性質(zhì)活潑，一般都以(氫)氧化物的形態(tài)存 在于土壤或沉積物中，因此一般對鐵元素的形態(tài)區(qū)分即是指對鐵氧化物的區(qū)分。根據(jù)對文 獻(xiàn)的不完全統(tǒng)計，鐵氧化物作為土壤和沉積物中的重要次生礦物，對其形態(tài)的準(zhǔn)確測定一 直都受到環(huán)境類、醫(yī)學(xué)類、食品類等若干研究領(lǐng)域的關(guān)注。作為相關(guān)研究的基礎(chǔ)，多年來對于提高鐵氧化物測定準(zhǔn)確度的努力一直沒有間斷 過。1877年Bemmelen首先采用礦質(zhì)酸和堿溶法；1950年Deb開始利用連二亞硫酸鈉浸提游 離態(tài)鐵；此后在浸提液和提取條件上不斷探索，終于建立起迄今為止廣泛采用的“三分獨立 浸提法”:連二亞硫酸鈉_檸檬酸鈉_重碳酸鈉(DCB)溶液浸提游離態(tài)鐵、草酸銨溶液浸提無 定形態(tài)鐵、焦磷酸鈉溶液浸提絡(luò)合態(tài)鐵，并沿用至今，首先，此方法供試材料選用風(fēng)干過篩 土，盡管這樣能保證土樣均質(zhì)化，但由于各種形態(tài)的氧化鐵之間可以相互轉(zhuǎn)化，其本身易受 土壤顆粒組成、水分、溫度、PH、有機質(zhì)含量及風(fēng)化過程中鐵的釋放速率等環(huán)境條件的影響， 因此風(fēng)干研磨過程中可能伴隨某些土壤化學(xué)組分(如礦物的晶體結(jié)構(gòu))和物理條件(如pH、 Eh)的變化，從而對氧化鐵的測定帶來干擾，不能真正反映自然條件下土壤鐵的賦存狀況； 其次，浸提時將土壤分為3份，分別采用DCB、草酸銨、焦磷酸鈉溶液各自獨立地從風(fēng)干土中 浸提游離態(tài)、無定形態(tài)和絡(luò)合態(tài)鐵氧化物，這樣不僅需土量較大，而且由于對部分鐵氧化物 的浸提有重疊，因此導(dǎo)致對某些鐵形態(tài)的測值不準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有方法樣品用量大、對鐵形態(tài)的測值不準(zhǔn)的問題，提供了一 種連續(xù)浸提的土壤中鐵的形態(tài)區(qū)分方法。本發(fā)明一種連續(xù)浸提的土壤中鐵的形態(tài)區(qū)分方法如下一、取新鮮土壤，測定含水 率；二、根據(jù)步驟一測量的新鮮土壤含水率計算出新鮮土壤中干土壤的重量，然后按水與干 土壤重量比為5 1的比例，向新鮮土壤中加入去離子水，充分?jǐn)嚢?.5h，形成均質(zhì)泥漿； 三、稱取6. Og的均質(zhì)泥漿，然后加入到15mL pH值為7. 0、濃度為1. Omol/L的氯化鎂溶液中 振蕩浸提0. 5h，再以3000rpm離心IOmin后，取上清液利用可見分光光度法、原子吸收分光 光度法或高頻電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定新鮮土壤中的可交換態(tài)鐵；四、將步 驟三離心所得沉淀物稱重后重新計算含水率，然后加入20mL濃度為0. lmol/L的焦磷酸鈉 溶液振蕩2h，利用可見分光光度法、原子吸收分光光度法或高頻電感耦合等離子體原子發(fā) 射光譜法測定上清液中的絡(luò)合態(tài)鐵，按水土比換算[浸提劑用量(mL) /干土質(zhì)量(g)]后 得到新鮮土壤中的絡(luò)合態(tài)鐵；五、將步驟四所得的沉淀物再次稱重，重新計算含水率，加入 50mL濃度為0. 2mol/L的草酸銨溶液避光振蕩浸提2h，利用可見分光光度法、原子吸收分光光度法或高頻電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定上清液中的無定形態(tài)鐵，按水土比換 算[浸提劑用量(mL) /干土質(zhì)量(g)]后得到新鮮土壤中的無定形態(tài)鐵；六、將步驟五處 理的沉積物再次稱重，重新計算含水率，加入25mL的DCB溶液振蕩浸提0. 5h，利用可見分 光光度法、原子吸收分光光度法或高頻電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定上清液中的 強結(jié)晶態(tài)鐵，按水土比換算[浸提劑用量(mL) /干土質(zhì)量(g)]后得到新鮮土壤中的強結(jié) 晶態(tài)鐵；七、將步驟六處理的沉積物再次稱重，重新計算含水率，加入20 mL濃度為16 mol/ L的濃硝酸振蕩2h，完全消解后，利用可見分光光度法、原子吸收分光光度法或高頻電感耦 合等離子體原子發(fā)射光譜法測定上清液中的殘渣態(tài)鐵，按水土比換算[浸提劑用量(HiL) / 干土質(zhì)量(g)]后得到新鮮土壤中的殘渣態(tài)鐵；步驟四中焦磷酸鈉溶液的PH值為8. 5;步 驟五中草酸銨溶液的PH值為3. 0 3. 2 ；步驟六中DCB溶液的pH值為8. 5 ；步驟六中所 述DCB溶液中連二亞硫酸鈉濃度為0. 1 mol/L、檸檬酸鈉濃度為0.3mol/L、重碳酸鈉濃度為 0. lmol/L ；步驟三至步驟六中所述可見分光光度法所用的絡(luò)合劑為鄰菲羅啉或菲洛嗪。本發(fā)明由于采用了泥漿化的新鮮土壤作為供試樣品，避免了樣品風(fēng)干過程中鐵氧 化物的變化，并解決了鮮樣測定因其性質(zhì)不均而需要增加平行樣的不足；將各形態(tài)鐵氧化 物的形態(tài)區(qū)分置于同一個連續(xù)處理的過程中，減少了干擾因素，作物根系分泌物培養(yǎng)的過 程與收集的過程融為一體，減少了樣品用量的同時還提高了結(jié)果的精確度。本發(fā)明與現(xiàn)有 區(qū)分方法相比，樣品用量減少了 2/3。經(jīng)過對測試結(jié)果的統(tǒng)計檢驗表明，精確度平均提高了 10%以上。
具體實施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體實施方式
間的 任意組合。
具體實施方式
一本實施方式中一種連續(xù)浸提的土壤中鐵的形態(tài)區(qū)分方法如下 一、取新鮮土壤，測定含水率；二、根據(jù)步驟一測量的新鮮土壤含水率計算出新鮮土壤中干 土壤的重量，然后按水與干土壤重量比為5 1的比例，向新鮮土壤中加入去離子水，充分 攪拌0. 5h，形成均質(zhì)泥漿；三、稱取6. Og的均質(zhì)泥漿，然后加入到15mL pH值為7. 0、濃度為 l.Omol/L的氯化鎂溶液中振蕩浸提0. 5h，再以3000rpm離心IOmin后，取上清液利用可見 分光光度法、原子吸收分光光度法或高頻電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定新鮮土壤 中的可交換態(tài)鐵(可交換吸附在固體顆粒物表面上的鐵氧化物)；四、將步驟三離心所得沉 淀物稱重后重新計算含水率，然后加入20mL濃度為0. lmol/L的焦磷酸鈉溶液振蕩2h，利 用可見分光光度法、原子吸收分光光度法或高頻電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定上 清液中的絡(luò)合態(tài)鐵(與有機質(zhì)結(jié)合的鐵氧化物)，按水土比換算后得到新鮮土壤中的絡(luò)合態(tài) 鐵；五、將步驟四所得的沉淀物再次稱重，加入50mL濃度為0. 2mol/L的草酸銨溶液避光振 蕩浸提2h，利用可見分光光度法、原子吸收分光光度法或高頻電感耦合等離子體原子發(fā)射 光譜法測定上清液中的無定形態(tài)鐵(不能發(fā)射X射線衍射譜的鐵氧化物，為非晶質(zhì))，按水土 比換算后得到新鮮土壤中的無定形態(tài)鐵；六、將步驟五處理的沉積物再次稱重，加入25mL 的DCB溶液振蕩浸提0. 5h，利用可見分光光度法、原子吸收分光光度法或高頻電感耦合等 離子體原子發(fā)射光譜法測定上清液中的強結(jié)晶態(tài)鐵(可以發(fā)射X射線衍射譜的鐵氧化物， 為晶質(zhì)，)，按水土比換算后得到新鮮土壤中的強結(jié)晶態(tài)鐵；七、將步驟六處理的沉積物再次稱重，加入20 mL濃度為16 mol/L的濃硝酸振蕩2h，完全消解后，利用可見分光光度法、原 子吸收分光光度法或高頻電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定上清液中的殘渣態(tài)鐵(通 過上述連續(xù)浸提后剩下的鐵氧化物)，按水土比換算后得到新鮮土壤中的殘渣態(tài)鐵。本實施方式中所述可見分光光度法利用絡(luò)合劑鄰菲羅啉或菲洛嗪，將Fe2+或Fe3+ 絡(luò)合，在有色絡(luò)合物的最大吸收波長處比色，將吸光度與標(biāo)準(zhǔn)曲線對照后得到Fe2+或Fe3+的 含量。本實施方式中所述原子吸收分光光度法將上清液消解后，稀釋，在空氣-乙炔火 焰中，鐵的化合物易于原子化，在波長248. 3 nm處測量鐵基態(tài)原子對鐵空心陰極等特征輻 射的吸收，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線即可求得溶液中的鐵濃度，換算出樣品中的鐵含量。本實施方式中所述電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法利用鐵元素在等離子體火 炬的高溫下被原子化、電離、激發(fā)出的特征譜線及其強度實現(xiàn)對鐵的定性和定量檢測。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟四中焦磷酸鈉溶液 的PH值為8. 5。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟五中草酸銨溶液的 PH值為3. 0 3. 2。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一不同的是驟五中草酸銨溶液的 PH值為3. 1。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟六中DCB溶液的pH 值為8. 5。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟六中所述DCB溶液 中連二亞硫酸鈉濃度為0. 1 mol/L、檸檬酸鈉濃度為0. 3mol/L、重碳酸鈉濃度為0. lmol/L。 其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟三至步驟六中所述 可見分光光度法所用的絡(luò)合劑為鄰菲羅啉或菲洛嗪。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
八本實施方式中一種連續(xù)浸提的土壤中鐵的形態(tài)區(qū)分方法如下 一、取新鮮土壤，測定含水率；二、根據(jù)步驟一測量的新鮮土壤含水率計算出新鮮土壤中干 土壤的重量，然后按水與干土壤重量比為5 1的比例，向新鮮土壤中加入去離子水，充分 攪拌0. 5h，形成均質(zhì)泥漿；三、稱取6. Og的均質(zhì)泥漿，然后加入到15mL pH值為7. 0、濃度為 l.Omol/L的氯化鎂溶液中振蕩浸提0. 5h，再以3000rpm離心IOmin后，取上清液利用可見 分光光度法測定新鮮土壤中的可交換態(tài)鐵；四、將步驟三離心所得沉淀物稱重后重新計算 含水率，然后加入20mL濃度為0. lmol/L的焦磷酸鈉溶液振蕩2h，利用可見分光光度法測定 上清液中的絡(luò)合態(tài)鐵，按水土比換算后得到新鮮土壤中的絡(luò)合態(tài)鐵；五、將步驟四所得的沉 淀物再次稱重，加入50mL濃度為0. 2 mol/L的草酸銨溶液避光振蕩浸提2h，利用可見分光 光度法測定上清液中的無定形態(tài)鐵，按水土比換算后得到新鮮土壤中的無定形態(tài)鐵；六、將 步驟五處理的沉積物再次稱重，加入25mL的DCB溶液振蕩浸提0. 5h，利用可見分光光度法 測定上清液中的強結(jié)晶態(tài)鐵，按水土比換算后得到新鮮土壤中的強結(jié)晶態(tài)鐵；七、將步驟六 處理的沉積物再次稱重，加入20 mL濃度為16 mol/L的濃硝酸振蕩2h，完全消解后，利用可 見分光光度法測定上清液中的殘渣態(tài)鐵(通過上述連續(xù)浸提后剩下的鐵氧化物)，按水土比 換算后得到新鮮土壤中的殘渣態(tài)鐵。
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本實施方式與現(xiàn)有區(qū)分方法相比，樣品用量減少了 2/3。經(jīng)過對測試結(jié)果的統(tǒng)計檢 驗表明，精確度平均提高了 10%以上。
具體實施方式
九本實施方式中一種連續(xù)浸提的土壤中鐵的形態(tài)區(qū)分方法如下 一、取新鮮土壤，測定含水率；二、根據(jù)步驟一測量的新鮮土壤含水率計算出新鮮土壤中干 土壤的重量，然后按水與干土壤重量比為5 1的比例，向新鮮土壤中加入去離子水，充分 攪拌0. 5h，形成均質(zhì)泥漿；三、稱取6. Og的均質(zhì)泥漿，然后加入到15mL pH值為7. 0、濃度 為1. Omol/L的氯化鎂溶液中振蕩浸提0. 5h，再以3000rpm離心IOmin后，取上清液利用原 子吸收分光光度法測定新鮮土壤中的可交換態(tài)鐵；四、將步驟三離心所得沉淀物稱重后重 新計算含水率，然后加入20mL濃度為0. lmol/L的焦磷酸鈉溶液振蕩2h，利用原子吸收分 光光度法測定上清液中的絡(luò)合態(tài)鐵，按水土比換算后得到新鮮土壤中的絡(luò)合態(tài)鐵；五、將步 驟四所得的沉淀物再次稱重，加入50mL濃度為0. 2 mol/L的草酸銨溶液避光振蕩浸提2h， 利用原子吸收分光光度法測定上清液中的無定形態(tài)鐵，按水土比換算后得到新鮮土壤中的 無定形態(tài)鐵；六、將步驟五處理的沉積物再次稱重，加入25mL的DCB溶液振蕩浸提0. 5h，利 用原子吸收分光光度法測定上清液中的強結(jié)晶態(tài)鐵，按水土比換算后得到新鮮土壤中的強 結(jié)晶態(tài)鐵；七、將步驟六處理的沉積物再次稱重，加入20 mL濃度為16 mol/L的濃硝酸振蕩 2h，完全消解后，利用原子吸收分光光度法測定上清液中的殘渣態(tài)鐵(通過上述連續(xù)浸提后 剩下的鐵氧化物)，按水土比換算后得到新鮮土壤中的殘渣態(tài)鐵。本實施方式與現(xiàn)有區(qū)分方法相比，樣品用量減少了 2/3。經(jīng)過對測試結(jié)果的統(tǒng)計檢 驗表明，精確度平均提高了 10%以上。
具體實施方式
十本實施方式中一種連續(xù)浸提的土壤中鐵的形態(tài)區(qū)分方法如下 一、取新鮮土壤，測定含水率；二、根據(jù)步驟一測量的新鮮土壤含水率計算出新鮮土壤中干 土壤的重量，然后按水與干土壤重量比為5 1的比例，向新鮮土壤中加入去離子水，充分 攪拌0. 5h，形成均質(zhì)泥漿；三、稱取6. Og的均質(zhì)泥漿，然后加入到15mL pH值為7. 0、濃度為 1. 0mol/L的氯化鎂溶液中振蕩浸提0. 5h，再以3000rpm離心IOmin后，取上清液利用高頻 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定新鮮土壤中的可交換態(tài)鐵；四、將步驟三離心所得 沉淀物稱重后重新計算含水率，然后加入20mL濃度為0. lmol/L的焦磷酸鈉溶液振蕩2h，利 用高頻電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定上清液中的絡(luò)合態(tài)鐵，按水土比換算后得到 新鮮土壤中的絡(luò)合態(tài)鐵；五、將步驟四所得的沉淀物再次稱重，加入50mL濃度為0.2 mol/L 的草酸銨溶液避光振蕩浸提2h，利用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定上清液中的無 定形態(tài)鐵，按水土比換算后得到新鮮土壤中的無定形態(tài)鐵；六、將步驟五處理的沉積物再次 稱重，加入25mL的DCB溶液振蕩浸提0. 5h，利用高頻電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測 定上清液中的強結(jié)晶態(tài)鐵，按水土比換算后得到新鮮土壤中的強結(jié)晶態(tài)鐵；七、將步驟六處 理的沉積物再次稱重，加入20 mL濃度為16 mol/L的濃硝酸振蕩2h，完全消解后，利用高頻 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定上清液中的殘渣態(tài)鐵(通過上述連續(xù)浸提后剩下的 鐵氧化物)，按水土比換算后得到新鮮土壤中的殘渣態(tài)鐵。本實施方式與現(xiàn)有區(qū)分方法相比，樣品用量減少了 2/3。經(jīng)過對測試結(jié)果的統(tǒng)計檢 驗表明，精確度平均提高了 10%以上。
權(quán)利要求
一種連續(xù)浸提的土壤中鐵的形態(tài)區(qū)分方法，其特征在于一種連續(xù)浸提的土壤中鐵的形態(tài)區(qū)分方法如下一、取新鮮土壤，測定含水率；二、根據(jù)步驟一測量的新鮮土壤含水率計算出新鮮土壤中干土壤的重量，然后按水與干土壤重量比為5﹕1的比例，向新鮮土壤中加入去離子水，充分?jǐn)嚢?.5h，形成均質(zhì)泥漿；三、稱取6.0g的均質(zhì)泥漿，然后加入到15mL pH值為7.0、濃度為1.0mol/L的氯化鎂溶液中振蕩浸提0.5h，再以3000rpm離心10min后，取上清液利用可見分光光度法、原子吸收分光光度法或高頻電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定新鮮土壤中的可交換態(tài)鐵；四、將步驟三離心所得沉淀物稱重后重新計算含水率，然后加入20mL濃度為0.1mol/L的焦磷酸鈉溶液振蕩2h，利用可見分光光度法、原子吸收分光光度法或高頻電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定上清液中的絡(luò)合態(tài)鐵，按水土比換算后得到新鮮土壤中的絡(luò)合態(tài)鐵；五、將步驟四所得的沉淀物再次稱重，加入50mL濃度為0.2 mol/L的草酸銨溶液避光振蕩浸提2h，利用可見分光光度法、原子吸收分光光度法或高頻電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定上清液中的無定形態(tài)鐵，按水土比換算后得到新鮮土壤中的無定形態(tài)鐵；六、將步驟五處理的沉積物再次稱重，加入25mL的DCB溶液振蕩浸提0.5h，利用可見分光光度法、原子吸收分光光度法或高頻電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定上清液中的強結(jié)晶態(tài)鐵，按水土比換算后得到新鮮土壤中的強結(jié)晶態(tài)鐵；七、將步驟六處理的沉積物再次稱重，加入20 mL濃度為16 mol/L的濃硝酸振蕩2h，完全消解后，利用可見分光光度法、原子吸收分光光度法或高頻電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定上清液中的殘渣態(tài)鐵，按水土比換算后得到新鮮土壤中的殘渣態(tài)鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種連續(xù)浸提的土壤中鐵的形態(tài)區(qū)分方法，其特征在于步驟四 中焦磷酸鈉溶液的PH值為8. 5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種連續(xù)浸提的土壤中鐵的形態(tài)區(qū)分方法，其特征在于步驟五 中草酸銨溶液的pH值為3. 0 3. 2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種連續(xù)浸提的土壤中鐵的形態(tài)區(qū)分方法，其特征在于步驟五 中草酸銨溶液的PH值為3.1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種連續(xù)浸提的土壤中鐵的形態(tài)區(qū)分方法，其特征在于步驟六 中DCB溶液的pH值為8. 5。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種連續(xù)浸提的土壤中鐵的形態(tài)區(qū)分方法，其特征在于步驟六 中所述DCB溶液中連二亞硫酸鈉濃度為0. 1 mol/L、檸檬酸鈉濃度為0. 3mol/L、重碳酸鈉濃 度為 0. lmol/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種連續(xù)浸提的土壤中鐵的形態(tài)區(qū)分方法，其特征在于步驟三 至步驟六中所述可見分光光度法所用的絡(luò)合劑為鄰菲羅啉或菲洛嗪。
全文摘要
一種連續(xù)浸提的土壤中鐵的形態(tài)區(qū)分方法，它涉及一種區(qū)分鐵形態(tài)的方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有方法樣品用量大、對鐵形態(tài)的測值不準(zhǔn)的問題。本方法如下取新鮮土壤加入去離子水，充分?jǐn)嚢?，形成均質(zhì)泥漿；稱取6.0g的均質(zhì)泥漿，然后加入到15mL的氯化鎂溶液中振蕩浸提0.5h，再以3000rpm離心10min后，取上清液利用可見分光光度法、原子吸收分光光度法或高頻電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定新鮮土壤中的可交換態(tài)鐵、絡(luò)合態(tài)鐵、無定形態(tài)鐵、強結(jié)晶態(tài)鐵及殘渣態(tài)鐵。本發(fā)明與現(xiàn)有區(qū)分方法相比，樣品用量減少了2/3。經(jīng)過對測試結(jié)果的統(tǒng)計檢驗表明，精確度平均提高了10%以上。
文檔編號G01N21/73GK101907561SQ201010240688
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者呂憲國, 姜明, 鄒元春 申請人:中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所