土壤中重金属自由离子浓度 

采用一种研究重金属自由离子浓度的方法道南膜技术，研究了采自我国不同地区的11种耕层土壤中Cd、Zn、Pb和Cu的自由离子浓度。

结果表明，道南膜技术测定的Cd、Zn自由态浓度与 WinHumicV模型计算结果吻合较好，测定的Pb和Cu自由态浓度稍高于WinHumicV模型计算结果。

  离子浓度计
同时，采用Sauvé提出的吸附模型对溶解态和自由态的重金属进行分析.结果表明，溶解态Zn、Cu和Pb以及自由态的Zn、Cu受土壤的污染程度(重金属总量)、土壤pH和溶液中溶解性有机碳控制。
在系统运转24、36和48h从供出液和接受液中分别取10mL和5mL样品。测定样品pH值。同时，供出液样品经0.45μm滤膜过滤，用TOC仪测定溶解性有机碳浓度。
剩余的供出液和接受液样品用硝酸酸化后，用于测定各种元素离子浓度，其中利用ICP-OES测定元素K、Ca、Na和Mg，利用ICP-MS测定溶解态和自由态Cd、Zn、Pb和Cu浓度
(溶解态重金属浓度指供出液Ca(NO₃)₂中重金属的浓度，包含有自由态重金属以及一些结合态重金属).通过测定接受液中自由态重金属浓度(因溶液通过阳离子交换膜后，都为自由态重金属),
采用Temminghoff 等提出的计算公式：[M²⁺]_d =[M²⁺]_a([K⁺]_d [K⁺]_a)²计算得到所有自由态金属离子浓度。式中[M²⁺]_d为供出液中二价自由态金属离子浓度；[M²⁺]_a
 为接受液中二价自由态金属离子浓度；[K⁺]_d 为供出液中钾离子浓度；[K⁺]_a 为接受液中钾离子浓度(通过K⁺来校正离子强度)。
从自由态Cu测定值和Pb测定值对数测定的结果与WinHumicV估算结果比较可以看出，利用道南膜技术测定所得的Cd²⁺和Zn²⁺的自由态浓度与WinHumicV 模型计算的结果吻合很好，
而Pb²⁺和Cu²⁺的自由态浓度要稍高于模型的计算结果。出现这样的结果，可能是上述4种重金属自由离子浓度受土壤的性质如pH值以及有机质等的影响不同造成的，
如自由态的Pb²⁺和Cu²⁺与自由态的Cd²⁺和Zn²⁺相比，其受土壤中的有机质或可溶性有机碳的影响比较大，可能会导致其产生的差异(Sauvé et al。,2000；Weng，2001)。

pH值和有机质(或DOC)是对土壤溶液重金属形态影响较大的2个因素。可以看出土壤中溶解态的Zn在考虑土壤的pH和土壤中总Zn后，回归方程拟合度好(p=0.002)。
如果在方程中加入变量log(SOM)，回归方程拟合度虽然较好，但与只考虑土壤的pH和土壤中总Zn的拟合度相比差异不大，但是在方程中加入变量log DOC，
拟合方程的决定系数增大约0.13～0.14，回归方程拟合度很好，这说明土壤溶液中溶解态Zn浓度是由土壤的污染程度(总Zn含量)、土壤pH和溶液中溶解性有机碳三者控制的。
同样，溶解态Cu和Pb浓度也是由土壤的污染程度(重金属总量)、土壤pH和溶液中溶解性有机碳三者控制的，这与Sauvé等(2000)的研究结果相一致。

离子浓度计

土壤中自由态的Zn和Cu浓度的主要控制因素与二者的溶解态浓度的控制因素一样，也受土壤的污染程度(重金属总量)、土壤pH和溶液中溶解性有机碳三者控制的。
对于土壤中自由态的Pb，即使考虑了土壤的污染程度(重金属总量)、土壤pH和溶液中溶解性有机碳，也不能对其进行准确的拟合，这表明土壤中自由态的Pb的浓度可能还有其它的影响因素.

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