摘要： 【目的】準確測定污染農(nóng)田土壤中鎘 （cadmium，Cd） 的有效態(tài)含量，并高效預測農(nóng)作物可食部分的Cd 含量?！痉椒ā炕谠继妓釟滗@—二乙三胺五乙酸 （ammonium bicarbonate-diethylenetriamine pentaaceticacid，AB-DTPA） 浸提法，運用正交試驗法對浸提劑pH、加入量及浸提時間3 種提取條件進行正交組合，篩選最優(yōu)條件，確定優(yōu)化方法。采用野外采樣和室內(nèi)盆栽2 種方式，對土壤—作物系統(tǒng)中Cd 的遷移效應進行擬合驗證?！窘Y(jié)果】優(yōu)化AB-DTPA 法提取土壤有效態(tài)Cd 的最佳條件為：提取劑加入量50 mL，pH 7.0，振蕩時間60 min。優(yōu)化AB-DTPA 法提取的土壤有效態(tài)Cd 含量對作物可食部分Cd 吸收量的預測效果最佳。優(yōu)化AB-DTPA 法提取Cd 元素測定結(jié)果的相對標準偏差均小于20%，加標回收率為100.00%～115.00%?！窘Y(jié)論】優(yōu)化后的AB-DTPA 法適用于分析污染農(nóng)田土壤中Cd 的有效態(tài)含量，并預測農(nóng)作物可食部分吸收的Cd 含量，具有可行性、廣泛適用性和準確性，能滿足有效態(tài)Cd 的批量分析要求。

關鍵詞： 農(nóng)田土壤；有效態(tài)鎘；有效態(tài)分析法；農(nóng)作物

中圖分類號： S153.61 文獻標志碼： A 文章編號： 1004–390X （2024） 04?0166?09

鎘（cadmium，Cd） 是農(nóng)田土壤重金屬污染中毒性最強、范圍最廣的污染物之一。Cd 在土壤中的長期積累，不僅對區(qū)域地下水和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響，還通過土壤生物與作物的吸收利用對人體造成危害[1-2]，是影響農(nóng)產(chǎn)品安全的主要風險因素[3-5]。土壤中有效態(tài)Cd 含量影響著其生物活性與遷移轉(zhuǎn)化能力，也影響著農(nóng)作物體內(nèi)Cd 的累積量[6-7]。相較土壤重金屬Cd 總量而言，有效態(tài)Cd 含量更能有效、直觀地反映土壤污染狀況[8]和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量[9]。為進一步提高農(nóng)田土壤重金屬污染水平評價的準確性，提取和測定重金屬時需要采用適宜的方法。

目前，多采用化學提取法[10]提取土壤重金屬有效態(tài)Cd，常用酸、鹽、絡合劑或螯合劑浸提，其中，絡合劑碳酸氫銨—二乙三胺五乙酸（ammonium bicarbonate-diethylenetriamine pentaaceticacid，AB-DTPA） 是最常見的提取劑之一[11-14]。AB-DTPA 能同大多數(shù)金屬離子形成穩(wěn)定的水溶性絡合物，具有多種單組分提取劑的優(yōu)點，且與CaCl2-DTPA 法相比，AB-DTPA 不摻雜影響光譜分析的離子，減少了實驗誤差，可提高提取率與準確性，受到學界廣泛認可。李源等[15]研究發(fā)現(xiàn)：電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定土壤中有效態(tài)Cd時， 以AB-DTPA 為提取劑（固液比1.0∶12.5），優(yōu)化提取條件，可使該方法在檢測土壤有效態(tài)Cd 時更具有優(yōu)越性。張秀芝等[16]采用9 種單提取分析方法提取北方褐土中小麥根系周邊土壤的有效態(tài)Cd，最終篩選出以AB-DTPA 為提取劑的最優(yōu)提取方法。AB-DTPA 提取法最初適用于中性和偏堿性土壤，但對酸性土壤中的元素也有很好的提取效果。因此，優(yōu)化AB-DTPA 提取法，使其更適用于地方性土壤重金屬的提取，可有效提高提取效率。

云南省是中國重要的礦產(chǎn)資源儲藏地之一，礦產(chǎn)采選和冶煉在云南省經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)重要地位[17]，但礦區(qū)周邊的農(nóng)田土壤常受到不同程度的污染。Cd 和Hg 是中國西南地區(qū)的主要污染物[18]，尋找一種適用于云南省重金屬有效態(tài)Cd 的提取測定方法，是探究土壤重金屬污染與農(nóng)產(chǎn)品重金屬累積關系的重要補充性工作。AB-DTPA 提取法能夠較好地進行元素有效態(tài)分析[19]，對其進行優(yōu)化可以有效預測當?shù)剞r(nóng)作物收獲后作物可食部分的Cd 吸收量，對污染農(nóng)田農(nóng)作物的食用安全預測及評價具有實際意義。本研究在原始ABDTPA有效態(tài)提取方法的基礎上對其進行優(yōu)化，對云南典型農(nóng)田土壤中重金屬有效態(tài)Cd 進行測定， 同時與原始AB-DTPA 法和CaCl2-DTPA法進行比較和篩選，尋找更優(yōu)、更適于云南省農(nóng)田土壤有效態(tài)Cd 的提取方法，以此為土壤有效態(tài)Cd 的測定以及農(nóng)作物可食用部分重金屬Cd 含量的預測提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試土壤與植株

野外Cd 污染土壤樣品采自云南省富源、大關、羅平、師宗、宣威、易門、魯?shù)?、綏江、永善、永勝、玉龍和華坪的Cd 污染農(nóng)田。采用5 點采樣法采集0～20 cm 土層土壤，密封裝袋后帶回實驗室，去除石礫、根系、雜物等，風干后過2 mm 篩網(wǎng)，備用。經(jīng)測定，大田土壤的基本理化性質(zhì)為：pH 6.14～7.91，有機質(zhì)含量19.90～32.65 g/kg，速效氮含量69.38～210.59 mg/kg，速效磷含量26.40～36.12 mg/kg，速效鉀含量89.28～243.20 mg/kg，全Cd 含量0.29～0.57 mg/kg。植物樣品的采集與土壤點對點協(xié)同采集，采用相同方法采集并及時處理。共采集土壤樣品100 個，植物樣品100 個。

室內(nèi)盆栽土壤采自云南省昆明市云南農(nóng)業(yè)大學后山農(nóng)田表層紅壤（0～20 cm），前處理方式與田間土壤相同。經(jīng)測定，盆栽土壤的基本理化性質(zhì)為：pH 6.47，有機質(zhì)含量15.93 g/kg，速效氮含量40.05 mg/kg，速效磷含量20.21 mg/kg，速效鉀含量72.97 mg/kg，全Cd 含量0.82 mg/kg。此土壤用于制備Cd 污染土，并填裝于盆栽（規(guī)格為18.0 cm×11.0 cm×10.2 cm） 中。選擇富集Cd 能力較強的小白菜（品種：青碩） 和大葉菠菜（品種：百萌） 作為盆栽作物。