土壤中重金屬自由離子濃度 

采用一種研究重金屬自由離子濃度的方法道南膜技術(shù)，研究了采自我國(guó)不同地區(qū)的11種耕層土壤中Cd、Zn、Pb和Cu的自由離子濃度。

結(jié)果表明，道南膜技術(shù)測(cè)定的Cd、Zn自由態(tài)濃度與 WinHumicV模型計(jì)算結(jié)果吻合較好，測(cè)定的Pb和Cu自由態(tài)濃度稍高于WinHumicV模型計(jì)算結(jié)果。

  離子濃度計(jì)
同時(shí)，采用Sauvé提出的吸附模型對(duì)溶解態(tài)和自由態(tài)的重金屬進(jìn)行分析.結(jié)果表明，溶解態(tài)Zn、Cu和Pb以及自由態(tài)的Zn、Cu受土壤的污染程度(重金屬總量)、土壤pH和溶液中溶解性有機(jī)碳控制。
在系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)24、36和48h從供出液和接受液中分別取10mL和5mL樣品。測(cè)定樣品pH值。同時(shí)，供出液樣品經(jīng)0.45μm濾膜過(guò)濾，用TOC儀測(cè)定溶解性有機(jī)碳濃度。
剩余的供出液和接受液樣品用硝酸酸化后，用于測(cè)定各種元素離子濃度，其中利用ICP-OES測(cè)定元素K、Ca、Na和Mg，利用ICP-MS測(cè)定溶解態(tài)和自由態(tài)Cd、Zn、Pb和Cu濃度
(溶解態(tài)重金屬濃度指供出液Ca(NO₃)₂中重金屬的濃度，包含有自由態(tài)重金屬以及一些結(jié)合態(tài)重金屬).通過(guò)測(cè)定接受液中自由態(tài)重金屬濃度(因溶液通過(guò)陽(yáng)離子交換膜后，都為自由態(tài)重金屬),
采用Temminghoff 等提出的計(jì)算公式：[M²⁺]_d =[M²⁺]_a([K⁺]_d [K⁺]_a)²計(jì)算得到所有自由態(tài)金屬離子濃度。式中[M²⁺]_d為供出液中二價(jià)自由態(tài)金屬離子濃度；[M²⁺]_a
 為接受液中二價(jià)自由態(tài)金屬離子濃度；[K⁺]_d 為供出液中鉀離子濃度；[K⁺]_a 為接受液中鉀離子濃度(通過(guò)K⁺來(lái)校正離子強(qiáng)度)。
從自由態(tài)Cu測(cè)定值和Pb測(cè)定值對(duì)數(shù)測(cè)定的結(jié)果與WinHumicV估算結(jié)果比較可以看出，利用道南膜技術(shù)測(cè)定所得的Cd²⁺和Zn²⁺的自由態(tài)濃度與WinHumicV 模型計(jì)算的結(jié)果吻合很好，
而Pb²⁺和Cu²⁺的自由態(tài)濃度要稍高于模型的計(jì)算結(jié)果。出現(xiàn)這樣的結(jié)果，可能是上述4種重金屬自由離子濃度受土壤的性質(zhì)如pH值以及有機(jī)質(zhì)等的影響不同造成的，
如自由態(tài)的Pb²⁺和Cu²⁺與自由態(tài)的Cd²⁺和Zn²⁺相比，其受土壤中的有機(jī)質(zhì)或可溶性有機(jī)碳的影響比較大，可能會(huì)導(dǎo)致其產(chǎn)生的差異(Sauvé et al。,2000；Weng，2001)。

pH值和有機(jī)質(zhì)(或DOC)是對(duì)土壤溶液重金屬形態(tài)影響較大的2個(gè)因素?？梢钥闯鐾寥乐腥芙鈶B(tài)的Zn在考慮土壤的pH和土壤中總Zn后，回歸方程擬合度好(p=0.002)。
如果在方程中加入變量log(SOM)，回歸方程擬合度雖然較好，但與只考慮土壤的pH和土壤中總Zn的擬合度相比差異不大，但是在方程中加入變量log DOC，
擬合方程的決定系數(shù)增大約0.13～0.14，回歸方程擬合度很好，這說(shuō)明土壤溶液中溶解態(tài)Zn濃度是由土壤的污染程度(總Zn含量)、土壤pH和溶液中溶解性有機(jī)碳三者控制的。
同樣，溶解態(tài)Cu和Pb濃度也是由土壤的污染程度(重金屬總量)、土壤pH和溶液中溶解性有機(jī)碳三者控制的，這與Sauvé等(2000)的研究結(jié)果相一致。

離子濃度計(jì)

土壤中自由態(tài)的Zn和Cu濃度的主要控制因素與二者的溶解態(tài)濃度的控制因素一樣，也受土壤的污染程度(重金屬總量)、土壤pH和溶液中溶解性有機(jī)碳三者控制的。
對(duì)于土壤中自由態(tài)的Pb，即使考慮了土壤的污染程度(重金屬總量)、土壤pH和溶液中溶解性有機(jī)碳，也不能對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的擬合，這表明土壤中自由態(tài)的Pb的濃度可能還有其它的影響因素.

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