本发明涉及重金属检测技术领域，具体涉及一种土壤活性态重金属汞检测螯合浸提剂及其制备方法。
背景技术：
我国是世界上主要产汞国之一，也是汞污染最为严重的国家之一，重金属汞是自然界存在的一种重要的金属元素。由于具有多种优良特性，汞及其化合物在工农业生产中应用十分广泛，然而，汞是一种对人体和高等生物具有很强毒性的金属污染物，早在20世纪50年代日本熊本水俣病爆发之后，汞的污染问题就引起了人们的关注，年来，随着城市化进程的不断加快和工业化水平的迅速提升，由生产、生活所致的汞及其化合物污染日趋严重并再度成为全球热点问题之一。
可交换态重金属及有机结合态重金属具有相当强的活动性和生物可利用性，土壤中的重金属对植物产生毒害作用，引起株高度、主根长度、叶面积等一系列生理特征的改变，从而影响植物生理生态过程、产量和品质；它们可以在生物体内积蓄，导致农作物中毒、减产、直至死亡，影响生态系统的安全性；最后通过食物链进入人体，直接对人体健康造成威胁；当金属hg进入人体后，可与体内酶或蛋白质中许多带负电的基团如巯基等结合，使能量生成、蛋白质和核酸合成受到影响，从而影响细胞正常的功能和生长；汞对人体健康的危害与汞的化学形态、环境条件和侵入人体的途径、方式有关，金属汞被消化道吸收的数量甚微，通过食物和饮水摄入的金属汞一般不会引起中毒，但在微生物的作用下，金属汞和二价汞离子等会转化成甲基汞和二甲基汞，通过食物进入人体，与体内蛋白质和酶类相结合，损害脑组织及肝肾，危害人体健康。
在自然界中汞多以化合物的性质存在，化合价为+1和+2；gb5749-2006生活饮用水卫生标准规定，汞浓度不得超过0.001mg/l；gb3838-2002汞地面水环境质量标准ⅰ类～ⅱ类水≤0.00005mg/l、ⅲ类类水0.000051～0.0001mg/l、ⅳ～ⅴ类水0.00011～0.001mg/l；gb15618-1995汞全量土壤环境质量标准一级≤0.15mg/kg、二级0.151～1.00mg/kg、三级1.001～1.5mg/kg；工业“三废”排放试行标准规定，汞及其无机化合物最高容许排放浓度为0.05mg/l；土壤汞污染的防治难度大，常用土壤汞修复技术中热处理和淋滤法能较快地去除土壤中汞，但是这两种修复方法存在二次污染空气、地下水的风险；物理修复、化学固定修复可以较快实现土壤的无害化，但是并没有真正实现对汞的移除。
土壤重金属汞对植物产生毒害作用，并通过食物链对人体健康造成威胁；现用土壤重金属汞检测方法是测定土壤全量重金属汞，测定结果中很大一部分不具备生物有效性，而且检测过程复杂，一种土壤活性态汞检测方法检测出的土壤活性态汞，能最大限度反映土壤重金属汞与植物吸收之间关系，表征土壤重金属污染状态，土壤活性态汞的检测采用超大土壤取样量，二乙三胺五乙酸为螯合剂，氯化钙中钙离子为螯合浸提平衡剂，三乙醇胺作为缓冲剂，螯合浸提出土壤活性态汞；用冷原子原子荧光光谱法，采用超低质量浓度标准曲线，保证土壤中超微量土壤活性态汞的检出，土壤活性态汞含量的表示单位为μg/kg或103mg/kg。
技术实现要素：
（一）要解决的技术问题
为了克服现有技术不足，现提出一种土壤活性态重金属汞检测螯合浸提剂及其制备方法，该螯合浸提剂分析出的土壤活性态汞含量能最大限度反映出土壤重金属汞与植物吸收之间的关系，表征土壤重金属汞的污染状态。
（二）技术方案
本发明通过如下技术方案实现：本发明提出了一种土壤活性态重金属汞检测螯合浸提剂及其制备方法，其特征在于：样品预处理和螯合浸提剂的制备，包括以下步骤：
样品预处理步骤如下：
1）称取土壤3-8g，加入8-12ml含有氨水的碱溶液，振摇后在功率为0.6-0.8千瓦功率的条件下微波处理40-80秒，得碱解样品溶液。
2）酸提：将18-22ml含有次氯酸的酸溶液，在搅拌条件下迅速加入到步骤1）所得的碱解样品溶液中，检测溶液ph，并调ph值至2-5后，在温度25-35℃、250-350w、40-50khz的条件下进行超声提取20-30min，离心，残渣用含有次氯酸的酸溶液洗涤，离心，合并上清液，制得粗提液。
3）将粗提液采用旋转蒸发装置进行浓缩，制得浓缩液。
4）将浓缩液用0.2-0.8μm的微孔滤膜过滤，制得精滤液。
5）将精滤液用酸溶液稀释并定容，制得供试品溶液。
螯合浸提剂的制备
1）二乙三胺五乙酸1.967g，溶于14.92g(约13.3ml)三乙醇胺和少量水中；再将1.47g氯化钙溶于水后，一并转入1000ml容量瓶中，加水至约950ml；在酸度计上用1：1盐酸溶液或1：1氨水调节ph至7.3，用水定容至1000m。
2）螯合浸提剂中以氯化钙钙离子为土壤活性态汞检测螯合浸提平衡剂。
3）称取试样20.00g，加入螯合浸提剂40ml，，混合液以离心机离心5分钟后再过滤
进一步的，所述碱溶液为氢氧化钠与氢氧化钾的混合物，氢氧根离子的浓度为0.5-1.5mol/l，所述氨水的质量分数为8-12%。
进一步的，所述碱溶液为氢氧化钠与氢氧化钾的混合物，氢氧根离子的浓度为0.8mol/l，所述氨水的质量分数为10%。
进一步的，所述汞标准使用液浓度为1.0μg/l。
进一步的，所述活性态重金属汞检测标准曲线采用超低质量浓度标准曲线，零点之上的第一个最低值采用浓度为0.02μg/l的汞标准液。
进一步的，所述活性态汞含量的表示单位为μg/kg，活性态汞含量的表示单位为10-3mg/kg。
（三）有益效果
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
本发明提到的一种土壤活性态重金属汞检测螯合浸提剂及其制备方法，该螯合浸提剂分析出的土壤活性态汞含量能最大限度反映出土壤重金属汞与植物吸收之间的关系，表征土壤重金属汞的污染状态。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，结合以下实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明所示的一种土壤活性态重金属汞检测螯合浸提剂及其制备方法，包括样品预处理和螯合浸提剂的制备，包括以下步骤：
样品预处理步骤如下：
1）称取土壤3-8g，加入8-12ml含有氨水的碱溶液，振摇后在功率为0.6-0.8千瓦功率的条件下微波处理40-80秒，得碱解样品溶液。
2）酸提：将18-22ml含有次氯酸的酸溶液，在搅拌条件下迅速加入到步骤1）所得的碱解样品溶液中，检测溶液ph，并调ph值至2-5后，在温度25-35℃、250-350w、40-50khz的条件下进行超声提取20-30min，离心，残渣用含有次氯酸的酸溶液洗涤，离心，合并上清液，制得粗提液。
3）将粗提液采用旋转蒸发装置进行浓缩，制得浓缩液。
4）将浓缩液用0.2-0.8μm的微孔滤膜过滤，制得精滤液。
5）将精滤液用酸溶液稀释并定容，制得供试品溶液。
螯合浸提剂的制备：
1）二乙三胺五乙酸1.967g，溶于14.92g(约13.3ml)三乙醇胺和少量水中；再将1.47g氯化钙溶于水后，一并转入1000ml容量瓶中，加水至约950ml；在酸度计上用1：1盐酸溶液或1：1氨水调节ph至7.3，用水定容至1000m。
2）螯合浸提剂中以氯化钙钙离子为土壤活性态汞检测螯合浸提平衡剂。
3）称取试样20.00g，加入螯合浸提剂40ml，，混合液以离心机离心5分钟后再过滤
其中，所述碱溶液为氢氧化钠与氢氧化钾的混合物，氢氧根离子的浓度为0.5-1.5mol/l，所述氨水的质量分数为8-12%；所述碱溶液为氢氧化钠与氢氧化钾的混合物，氢氧根离子的浓度为0.8mol/l，所述氨水的质量分数为10%；所述汞标准使用液浓度为1.0μg/l；所述活性态重金属汞检测标准曲线采用超低质量浓度标准曲线，零点之上的第一个最低值采用浓度为0.02μg/l的汞标准液；所述活性态汞含量的表示单位为μg/kg，活性态汞含量的表示单位为10-3mg/kg。
土壤活性态汞一种检测方法：螯合浸提—原子荧光光谱仪法；采用二乙三胺五乙酸-氯化钙-三乙醇胺缓冲溶液作为浸提剂，其中二乙三胺五乙酸为螯合剂，氯化钙为螯合浸提平衡剂，三乙醇胺为缓冲剂，能使溶液ph保持7.3左右，螯合浸提出土壤活性态汞，用冷原子原子荧光光谱仪法，采用超低质量浓度标准曲线，测定土壤活性态汞。
主要仪器设备：1、分析天平：精度为0.0001g；2、原子荧光光度计；3、汞元素空心阴极灯；4、酸度计；5、恒温（控温25℃±2℃）往复式或旋转式振荡机，或放置在恒温室内的普通振荡机，满足180r·min-1±20r·min-1的振荡频率或达到相同效果；6、恒温水浴装置；7、离心机；8、200ml带盖塑料瓶或250ml三角瓶。
试剂配制：
试剂：1、二乙三胺五乙酸：优级纯；2、三乙醇胺：优级纯；3、氯化钙（cacl2·2h2o）：优级纯；4、盐酸（hcl）：优级纯，ρ=1.19g/ml；5、氢氧化钾（koh）：优级纯；6、硼氢化钾（kbh4）：优级纯；7、重铬酸钾（k2cr2o7）：优级纯；8、氯化汞（hgcl2）：优级纯；9、氨水；50%盐酸溶液：移取500ml盐酸，用实验用水稀释至1000ml；50%氨水溶液：移取500ml氨水，用实验用水稀释至1000ml；
螯合浸提剂配制：称取1.967g二乙三胺五乙酸，溶于14.92g(约13.3ml)三乙醇胺和少量水中；再将1.47g氯化钙（cacl2·2h2o）溶于水后，一并转入1l容量瓶中，加水至约950ml；在酸度计用50%盐酸溶液或50%氨水调节ph至7.3，用水定容，贮于塑料瓶中待用；
还原剂配制：0.05%硼氢化钾+0.2%氢氧化钾溶液；称取1.0g氢氧化钾放入盛有100ml实验用水的烧杯中，玻璃棒搅拌待完全溶解后再加入0.25g硼氢化钾，搅拌溶解，定容至500ml；此溶液当日配制；
载流配制：5%盐酸溶液：移取25ml盐酸用实验用水稀释至500ml；
汞标准固定液：将0.5g重铬酸钾溶于950ml实验用水中，再加入50ml硝酸混匀。
汞（hg）标准溶液：
1、汞标准贮备液ρ=100.0mg/l；购买市售有证标准物质∕有证标准样品，或称取在硅胶干燥器中放置过夜的氯化汞（hgcl2）0.1354g，用适量实验用水溶解后移至1000ml容量瓶中，最后用固定液定容至标线，混匀；
2、汞标准中间液ρ=1.00mg/l；移取汞标准贮备液5.00ml，置于500ml容量瓶中，用固定液定容至标线，混匀；
3、汞标准使用液ρ=1.0μg/l；移取汞标准中间液10.00ml，置于100ml容量瓶中，定容，再从100ml容量瓶中移取5.00ml定容液，置于500ml容量瓶中，用螯合浸提剂定容至标线，混匀；用时现配。
浸提待测液制备：
称取通过2mm孔径尼龙筛的风干土样20.00g于200ml塑料瓶中，加入25℃±2℃的二乙三胺五乙酸-氯化钙-三乙醇胺浸提剂40ml，盖好瓶盖，摇匀，在25℃±2℃的条件下，以180r•min-1±20r•min-1的频率振荡2h，振荡液用离心机离心5分钟后立即过滤；保留滤液，分取25.0ml滤液置于50ml容量瓶中，加入50%盐酸溶液5ml，用二乙三胺五乙酸-氯化钙-三乙醇胺浸提剂定容至标线混匀，室温放置30min；室温低于15℃时，置于30℃水浴中保温20min；在48h内完成测定，同时做空白试验。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。