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摘要 [目的]对动物粪便有机肥灌溉的农田土壤中的Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni、As 7种重金属含量进行研究。[方法]用全自动消解及前处理系统-电感耦合等离子体质谱仪进行测定。[结果]Cr、Ni、Zn、Pb含量均未超过土壤环境质量标准一级标准值，Cd、Cu、As均未超过土壤环境质量标准二级标准值（6.5 关键词 畜禽养殖废水灌溉土壤；重金属；分布特征
中图分类号 X53 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）01-0225-02
Distribution Characteristics of Heavy Metals in Livestock Wastewater Irrigation Soil
LI Yan-li LI Shu LUO Qiang
（Henan Research Institute of Environmental Protection Sciences，Zhengzhou Henan 450004）
Abstract [Objective] To animal manure fertilizer irrigation farmland soil Cu，Zn，Pb，Cd，Cr，Ni，As seven kinds of heavy metal content carry on research.[Method]Use automatic digestion and pretreatment system-inductively coupled plasma mass spectrometry for determination.[Results] Contents of Cr，Ni，Zn and Pb were not exceed standard soil environment quality standard level.Contents of Cd，Cu，As were no more than the soil environmental quality standards for secondary standard（6.5 Key words livestock wastewater irrigation soil；heavy metals；distribution characteristics
对发酵过的动物粪便、尿液、饲料残渣和冲洗水等混合有机肥，稀释后灌溉蔬菜，其中含有高量的养分，可促进农作物的生长和土壤肥力的提高，但由于添加剂饲料的广泛使用，许多畜禽养殖场产生的畜禽养殖污水中也常常含有较高的Cu、Zn等重金属元素[1]。使用ICP-MS对土壤样品中的Cu、Zu、Cr、Cd、Pt、As、Ni等进行测试分析。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试材为土壤。主要仪器：7700X电感耦合等离子体质谱仪，美国安捷伦科技公司；超纯水仪，DEENAII全自动消解及前处理系统；试验中所有玻璃容器均用10%硝酸浸泡后用超纯水清洗备用，玛瑙研钵，100目尼龙筛。主要试剂：硝酸（优级纯），盐酸（优级纯），高氯酸（优级纯），氢氟酸（优级纯，标准）；多元素混合标准溶液（内标）；ICP-MS调谐液。
1.2 试验方法
1.2.1 样品的制备。土壤样品根据《土壤环境监测技术规范》规定的采集方法进行采样。将风干后样品压碎，用四分法过20目尼龙筛。用研钵把样品研磨碎，过孔径100目尼龙筛。样品称取0.05 g的量，用全自动消解及前处理系统将样品消解，高纯水定容至25 mL[2]。
1.2.2 标准溶液的配置。用安捷伦多元素混合标准溶液配置成0、10、20、30、40、60、80、120 μg/L标准系列。
1.2.3 样品的测定。采用电感耦合等离子体质谱仪（型号：7700X）测定Cu、As、Pb、Cr、Cd、Zn、Ni；采集模式为质谱图；积分时间0.3 s；质谱图峰型为3个点；重复3次；调谐模式为批处理之前自动调谐、P/A因子调整；数据分析方法为全定量分析；标准曲线系列为0、10、20、30、40、60、80、120 μg/L[3-4]。
2 结果与分析
2.1 标准曲线分析
将标准曲线系列0、10、20、30、40、60、80、120 μg/L溶液依次进行仪器检测并输入含量，ICP-MS自动绘制标准曲线，得到的相关系数。测定其线性范围、相关系数、检出限、精密度与加标回收。对空白消解样品进行检测，重复测定 11 次所的标准偏差的 3 倍确定，得到重金属元素方法的检出限[5]。在已经测得含量的样品中加入不同标准含量的该元素进行加标回收试验，加标的量根据各元素测得的含量采用单标溶液进行定量加标，计算精密度和回收率[6]。结果见表 1。
2.2 土壤样品分析
土壤样品中的7种重金属含量，检测结果见表 2。根据国家土壤环境质量标准GB15618—1995，所采集的土壤样品中Cr含量最高为43.582 mg/kg，平均值为35.207 mg/kg（低于90 mg/kg）；Ni含量最高为28.192 mg/kg，平均值為20.800 mg/kg（低于40 mg/kg）；Zn含量最高为74.944 mg/kg，平均值为60.789 mg/kg（低于100 mg/kg）；Pb含量最高为17.293 mg/kg，平均值为14.172 mg/kg（低于35 mg/kg）；含量均没有超过一级标准值。Cd含量最高为0.443 mg/kg，平均值为0.159 mg/kg（低于0.3 mg/kg）；Cu含量最高为40.460 mg/kg，平均值为25.216 mg/kg（低于100 mg/kg）；As含量最高为30.256 mg/kg，平均值为23.167 mg/kg（低于旱地的30 mg/kg），均未超过二级标准值（6.5 3 结论
分析结果表明，所采集土壤样品中Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As、Ni等重金属含量均未超标。所采集土壤样品中Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As、Ni等重金属含量土壤中的垂直分布规律为重金属元素含量随土壤深度呈降低趋势，20 cm以上土壤的重金属含量明显高于20～40 cm土层的含量。
4 参考文献
[1] 戴厅，章明奎.重金属积累的影响[J].灌溉排水学报，2010，29（1）：36-38.
[2] 土壤环境监测技术规范：HJ/T166-2004[S].北京：中国环境科学出版社，2005.
[3] 曹灿.ICP-AES法测定蔬菜和土壤中的As、Cd、Pb、Cr、Zn及污染程度评价的研究[D].长沙：中南大学，2012.
[4] 曾丹.动物源食物中痕量有害重金属元素的ICP-MS及HPLC-AFS分析测定方法研究[D].天津：天津大学，2013.
[5] 施江焕.校准ICP-MS检出限的测量不确定度评定[J].计量技术，误差与不确定度，2010，30（4）：47-49.
[6] 杨磊，艾鑫卫，黄文邺，等.电感耦合等离子体质谱法同时测定市售蔬菜中8种重金属[J].安徽农业科学，2015，43（16）：254-255.
[7] 国家环境保护局，国家技术监督局.土壤环境质量标准：GB15618-1995[S].北京：中国标准出版社，2006.
中图分类号 X53 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）01-0225-02
Distribution Characteristics of Heavy Metals in Livestock Wastewater Irrigation Soil
LI Yan-li LI Shu LUO Qiang
（Henan Research Institute of Environmental Protection Sciences，Zhengzhou Henan 450004）
Abstract [Objective] To animal manure fertilizer irrigation farmland soil Cu，Zn，Pb，Cd，Cr，Ni，As seven kinds of heavy metal content carry on research.[Method]Use automatic digestion and pretreatment system-inductively coupled plasma mass spectrometry for determination.[Results] Contents of Cr，Ni，Zn and Pb were not exceed standard soil environment quality standard level.Contents of Cd，Cu，As were no more than the soil environmental quality standards for secondary standard（6.5
对发酵过的动物粪便、尿液、饲料残渣和冲洗水等混合有机肥，稀释后灌溉蔬菜，其中含有高量的养分，可促进农作物的生长和土壤肥力的提高，但由于添加剂饲料的广泛使用，许多畜禽养殖场产生的畜禽养殖污水中也常常含有较高的Cu、Zn等重金属元素[1]。使用ICP-MS对土壤样品中的Cu、Zu、Cr、Cd、Pt、As、Ni等进行测试分析。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试材为土壤。主要仪器：7700X电感耦合等离子体质谱仪，美国安捷伦科技公司；超纯水仪，DEENAII全自动消解及前处理系统；试验中所有玻璃容器均用10%硝酸浸泡后用超纯水清洗备用，玛瑙研钵，100目尼龙筛。主要试剂：硝酸（优级纯），盐酸（优级纯），高氯酸（优级纯），氢氟酸（优级纯，标准）；多元素混合标准溶液（内标）；ICP-MS调谐液。
1.2 试验方法
1.2.1 样品的制备。土壤样品根据《土壤环境监测技术规范》规定的采集方法进行采样。将风干后样品压碎，用四分法过20目尼龙筛。用研钵把样品研磨碎，过孔径100目尼龙筛。样品称取0.05 g的量，用全自动消解及前处理系统将样品消解，高纯水定容至25 mL[2]。
1.2.2 标准溶液的配置。用安捷伦多元素混合标准溶液配置成0、10、20、30、40、60、80、120 μg/L标准系列。
1.2.3 样品的测定。采用电感耦合等离子体质谱仪（型号：7700X）测定Cu、As、Pb、Cr、Cd、Zn、Ni；采集模式为质谱图；积分时间0.3 s；质谱图峰型为3个点；重复3次；调谐模式为批处理之前自动调谐、P/A因子调整；数据分析方法为全定量分析；标准曲线系列为0、10、20、30、40、60、80、120 μg/L[3-4]。
2 结果与分析
2.1 标准曲线分析
将标准曲线系列0、10、20、30、40、60、80、120 μg/L溶液依次进行仪器检测并输入含量，ICP-MS自动绘制标准曲线，得到的相关系数。测定其线性范围、相关系数、检出限、精密度与加标回收。对空白消解样品进行检测，重复测定 11 次所的标准偏差的 3 倍确定，得到重金属元素方法的检出限[5]。在已经测得含量的样品中加入不同标准含量的该元素进行加标回收试验，加标的量根据各元素测得的含量采用单标溶液进行定量加标，计算精密度和回收率[6]。结果见表 1。
2.2 土壤样品分析
土壤样品中的7种重金属含量，检测结果见表 2。根据国家土壤环境质量标准GB15618—1995，所采集的土壤样品中Cr含量最高为43.582 mg/kg，平均值为35.207 mg/kg（低于90 mg/kg）；Ni含量最高为28.192 mg/kg，平均值為20.800 mg/kg（低于40 mg/kg）；Zn含量最高为74.944 mg/kg，平均值为60.789 mg/kg（低于100 mg/kg）；Pb含量最高为17.293 mg/kg，平均值为14.172 mg/kg（低于35 mg/kg）；含量均没有超过一级标准值。Cd含量最高为0.443 mg/kg，平均值为0.159 mg/kg（低于0.3 mg/kg）；Cu含量最高为40.460 mg/kg，平均值为25.216 mg/kg（低于100 mg/kg）；As含量最高为30.256 mg/kg，平均值为23.167 mg/kg（低于旱地的30 mg/kg），均未超过二级标准值（6.5
分析结果表明，所采集土壤样品中Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As、Ni等重金属含量均未超标。所采集土壤样品中Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As、Ni等重金属含量土壤中的垂直分布规律为重金属元素含量随土壤深度呈降低趋势，20 cm以上土壤的重金属含量明显高于20～40 cm土层的含量。
4 参考文献
[1] 戴厅，章明奎.重金属积累的影响[J].灌溉排水学报，2010，29（1）：36-38.
[2] 土壤环境监测技术规范：HJ/T166-2004[S].北京：中国环境科学出版社，2005.
[3] 曹灿.ICP-AES法测定蔬菜和土壤中的As、Cd、Pb、Cr、Zn及污染程度评价的研究[D].长沙：中南大学，2012.
[4] 曾丹.动物源食物中痕量有害重金属元素的ICP-MS及HPLC-AFS分析测定方法研究[D].天津：天津大学，2013.
[5] 施江焕.校准ICP-MS检出限的测量不确定度评定[J].计量技术，误差与不确定度，2010，30（4）：47-49.
[6] 杨磊，艾鑫卫，黄文邺，等.电感耦合等离子体质谱法同时测定市售蔬菜中8种重金属[J].安徽农业科学，2015，43（16）：254-255.
[7] 国家环境保护局，国家技术监督局.土壤环境质量标准：GB15618-1995[S].北京：中国标准出版社，2006.