生态环境与土壤质量评价中元素可供给态的选择性提取方法

技术领域

本发明属于土壤或沉积物的土地质量评价或生态环境评价领域，具体涉及生态环境与土壤质量评价中元素可供给态的选择性提取方法。目的是仅提取土壤或沉积物中可能被动、植物吸收的元素可供给态，剔除赋存于硅酸盐等矿物中的基本不会被动、植物吸收的元素残渣态，消除元素的残渣态对生态环境或土壤质量评价的干扰，从而更科学、更合理地进行生态环境和土地质量的元素背景值评估和污染或亏损程度评价。

背景技术

有毒有害元素或有益元素以及稀有稀散稀土元素在土壤或沉积物中的含量高低是元素地球化学的重要研究内容，也是生态环境和土壤质量评价的重要内容之一。元素地球化学主要研究元素在土壤或沉积物中的赋存形式和不同赋存形式的地球化学行为及其分布与分配特征；生态环境质量和土壤质量评价主要是研究铬、铜、铅、锌等有毒有害元素和硼、硒、钼等有益元素以及镓、锗、碲、钪、镧、铕等其他稀有稀散稀土元素在土壤或沉积物中的含量高低对动、植物生长以及其成品对人类健康的可能影响，而分析测试技术是上述研究的重要组成部分。土壤或沉积物中元素赋存形态连续提取分析的结果告诉我们，有毒有害元素或有益元素以及稀有稀散稀土元素在自然界中可以呈离子可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物态、有机-还原态和残渣态这五种化学赋存形态存在于大自然中。一般认为可交接态的上述各类元素是动、植物直接利用的化学形态；而碳酸盐结合态的各类元素在酸性环境中可以离解成离子态被动、植物吸收；铁锰氧化物态在还原条件下可以离解成离子状态被动、植物吸收；有机-还原态在氧化环境中可以被氧化成离子态被动、植物吸收利用；残渣态主要呈现为硅酸盐等矿物态，是地质历史过程中外生地质作用的风化、搬运作用的残存物，其化学性质相对稳定，赋存于硅酸盐等矿物中的上述各类元素正常情况下基本不能被动、植物吸收利用，其释放过程需要漫长的外生地质作用过程才能完成（以数万、数十万年乃至数百万年计），因而几乎不对生态环境和土壤质量造成实质性影响。土壤或沉积物在自然界中常常在干旱时处于氧化环境，雨季或湿润的条件下处于还原环境（此时常常因腐质酸的存在还呈现为酸性环境）。可见，在自然界的土壤或沉积物中的上述前四种化学赋存形态在一定的条件下都有可能转化成被动、植物吸收的离子状态。因而，我们认为能影响动、植物生长或者被吸收到其成品中并可能影响人类健康的常常是上述元素的前四种赋存形态（可以称之为非残渣态）；显然，生态环境或土壤质量的元素含量评价应该只需要评估这些元素的非残渣态的含量即可。但目前我国各类土壤质量或生态地球化学评价规范中常常采用元素的全样总量的分析方法（即非残渣态与残渣态元素的总和），这显然是不合理和不科学的。

目前进行土壤或沉积物中的铬、铜、铅、锌等有毒有害元素和硼、硒、钼等有益元素以及锂、钛、镭、镓、锗、碲、钪、镧、铕、钇等稀有稀散稀土元素的生态环境或土壤质量评价时通常采用的是全样总量分析（Whole-rock geochemical analysis）方法，利用土壤或沉积物中这些元素的总量进行生态环境或土壤质量评价。由于全样总量分析的这些元素既包含有赋存于碎屑矿物中搬运而来的、几乎不可能被动、植物吸收的元素残渣态，也包含有在外生地质作用过程中形成的可以被动、植物吸收的元素的非残渣态。显然，土壤或沉积物的生态环境或土壤质量评价需要的是对这些元素非残渣态含量的评价，而不是全样总量的评价。因而我们需要一种能剔除赋存于硅酸盐等矿物中的这些元素残渣态部分的选择性提取分析测试方法。

目前常用的土壤或沉积物中的铬、铜、铅、锌等有毒有害元素和硼、硒、钼等有益元素以及其他稀有元素的生态环境或土壤质量评价的全样总量的分析方法主要有两类方法，一类是X荧光光谱法，简称XRF法，包括粉末压片法和熔片法；另一类为等离子光谱或质谱法（ICP-OES or ICP-MS），简称ICP法。XRF法是将全样粉碎后压片或加入助熔剂后熔融成玻璃片后进行全样总量分析的测试方法；ICP法是将全样的元素全部消解（digestion）到溶液中并利用电感耦合等离子体光谱或质谱分析（ICP-AES or ICP-MS）进行元素含量测试的方法。目前消解地质样品的办法主要有四酸消解法和硼酸盐熔融法，但提取的都是元素的全样总量。全样总量分析的分析结果是土壤或沉积物样品中的铬、铜、铅、锌等有毒有害元素和硼、硒、钼等有益元素以及锂、钛、镭、镓、锗、碲、钪、镧、铕、钇等稀有稀散稀土元素的总量，而我们进行土壤或沉积物的生态环境或土壤质量评价需要的这些元素的非残渣态部分而不是这些元素的总量。尽管赋存形态连续提取分析是研究上述元素在土壤或沉积物的生态地球化学行为的最直接方法，但是，对于大面积的成千上万件甚至数万、数十万件样品通过元素的赋存形态连续提取分析方法而获得这些元素的非残渣态是非常耗时费力的，是不现实的。因而，我们需要一种全新的样品前处理方法来选择性提取土壤或沉积物中的元素非残渣态（称之为土壤或沉积物的元素可供给态），来进行生态环境或土壤质量评价，从而达到科学、合理地评价土壤质量和生态地球化学环境的目的。

土壤或沉积物中的元素赋存形式多种多样，既有存在于钾长石、斜长石、角闪石等造岩硅酸盐矿物中的，也有吸附或赋存于风化搬运过程形成的粘土矿物和有机物中的，还有存在于风化、成壤过程形成的自生矿物中的；这些不同来源与成因的上述有益和有害元素以及稀有稀散稀土元素主要以离子可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机-还原结合态以及残渣态等形式赋存于土壤或沉积物中；因各元素的地球化学行为的差异，一些元素大部分赋存于残渣态中，如铬、钒、钼、铜、锌、钴、镍等，一些元素大部分赋存于非残渣态中，如镉等，还有一部分元素的非残渣态和残渣态含量基本相当，如铅等。目前我国现行的各类规范中应用的全样总量分析方法对上述有益元素和有害元素以及稀有稀散稀土元素进行元素的地球化学含量研究或克拉克值统计是合理与正确的，但将这种分析方法应用于土壤或沉积物的生态环境质量或土壤质量评价是不科学、不合理的，显然也是不合适的。

发明内容

为了改善上述因分析技术方法的缺陷而导致的生态环境与土壤质量评价不合理、不科学的现状，本发明提供了一种生态环境与土壤质量评价中元素可供给态的选择性提取分析技术方法，依据酸性提取试剂的不同分别分为：稀盐酸选择性提取方法、稀硝酸选择性提取方法和稀王水选择性提取方法。

本发明中所使用的酸性提取剂分别是盐酸、硝酸和王水或反王水，各提取剂因为其化学性质不同，提取能力与适用范围各有差异。盐酸是广谱利用的强酸，对大部分元素的离子可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物态具有较强的溶解能力，但有时会对元素的有机-还原态的溶解能力略弱一些；硝酸是一种具有较强的氧化性的强酸，可以对土壤或沉积物中元素的离子可交换态、碳酸盐结合态、有机-还原态具有较强的溶解能力，但有时对铁锰氧化物态的溶解能力较弱；王水是盐酸与硝酸按3：1比例的混合强酸，反王水是盐酸与硝酸按1：3比例的混合强酸，其氧化性更强于王水，因他们的强氧化性对有机-还原态具有良好的消解能力，同时对铁锰氧化物具有较好的溶解能力，可以溶解土壤和沉积物中除硅酸盐态外的绝大部分物质。一般认为稀盐酸选择性提取方法适用于有机物含量较少的土壤或沉积物中铬、铜、铅、锌等有毒有害元素和硼、硒、钼等有益元素以及锂、钛、镭、镓、锗、碲、钪、镧、铕、钇等稀有稀散稀土元素的生态环境与土壤质量评价中元素可供给态的选择性提取；稀硝酸选择性提取方法适用于铁锰氧化物含量较少的土壤或沉积物中铬、铜、铅、锌等有毒有害元素和硼、硒、钼等有益元素以及锂、钛、镭、镓、锗、碲、钪、镧、铕、钇等稀有稀散稀土元素的生态环境与土壤质量评价中元素可供给态的选择性提取；稀王水选择性提取方法可以适用于各类土壤和沉积物的铬、铜、铅、锌等有毒有害元素和硼、硒、钼等有益元素以及锂、钛、镭、镓、锗、碲、钪、镧、铕、钇等稀有稀散稀土元素的生态环境与土壤质量评价中元素可供给态的选择性提取。本发明另外一个特征是提取的温度为60±5℃，这是基于目前自然界动、植物生长的土壤或沉积物其正常的温度不会大于60℃。因而我们有理由认为在60℃时的10%盐酸、10%硝酸或者10%王水的强酸性条件下还不能被提取出来的元素赋存形式基本上不可能在自然界中再被动、植物所吸收利用，也就是说本发明从土壤或沉积物中选择性提取出的上述元素的含量是该元素在自然条件下可能被动、植物吸收利用的最大的量，可以应用于土壤质量评价或生态环境评价的元素背景值确定和土壤或沉积物中的某元素污染或亏损程度的评价。

为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的。

生态环境与土壤质量评价中元素可供给态的选择性提取方法，包括以下步骤：

1）采集具有代表性的样品，捡除生物屑，烘干后粉碎；

2）在粉碎后的样品中加入酸性提取剂提取, 提取温度为60±5℃；所述酸性提取剂为盐酸或硝酸或王水或反王水，所述盐酸或硝酸或王水或反王水的质量百分比浓度为10%；

3）将提取后的混合物进行固液分离，分离液稀释后用于仪器分析测定有关元素。

进一步地所述步骤1）中样品选择具有代表性的松散沉积物或土壤，于105℃烘干至恒重（分析汞砷的样品需要自然凉干），粉碎至颗粒直径不大于150目。

进一步地所述步骤2）中样品与酸性提取剂的固液比为1:100~1:600g/mL。

进一步地所述步骤2）中提取时间为180±10分钟。

进一步地所述步骤2）中提取时需要搅拌或振荡处理。可以用机械搅拌，恒温震荡摇床或超声振荡。

进一步地所述元素可供给态包括有毒有害元素包括铬、镉、钴、镍、铅、锌、汞、砷，有益元素包括硼、硒、钼，与生物生长相关的稀有稀散稀土元素包括锂、钛、镭、镓、锗、碲、钪、镧、铕、钇、铈。

有益效果：与现有技术相比，本发明的优点在于：能够一次性提取出土壤或沉积物中可能被动、植物吸收的有益元素和有害元素以及稀有稀散稀土元素可供给态的含量，消除了赋存于硅酸盐等矿物中的、占该类元素大部分的、而不能被动、植物吸收的元素残渣态对土壤质量或生态环境评价的干扰，从而更科学与合理地进行生态环境与土壤质量评价。实验结果表明，大部分上述元素的可供给态低于该元素总量的三分之一左右，如铬、钒、钼、铜、锌、钴、镍等；少量元素可供给态占该元素总量的一半左右，如铅锌；还有少量元素可供给态占该元素总量的三分之二以上，如镉。显然，应用本发明的分析测试方法进行土壤或沉积物的土壤质量评价与生态环境评价时能显著提高评价的合理性、科学性、可靠性。

附图说明

图1为本发明的方法（实施例1、实施例2和实施例3）获得的铬含量与赋存形态连续提取分析国家标准样品非残渣态的铬含量和目前通用的总量分析方法的铬含量的对比。从图中可以发现，本发明的不同酸性提取剂一次性提取方法所获得的元素可供给态的含量基本相近，但略高于标准样品的非残渣态，但都远低于目前通用的全样总量的分析结果。

图2为本发明的一次性提取方法（实施例1、实施例2和实施例3）获得的铬含量与赋存形态连续提取分析国家标准样品非残渣态的铬含量占铬总量百分比的变化。从图中可以发现，五个国家标准样品的元素可供给态的铬含量仅占总量铬的约10%。

图3为本发明的方法（实施例1、实施例2和实施例3）获得的钛含量与赋存形态连续提取分析国家标准样品非残渣态的钛含量和目前通用的总量分析方法的钛含量的对比。

图4为本发明的一次性提取方法（实施例1、实施例2和实施例3）获得的钛含量与赋存形态连续提取分析国家标准样品非残渣态的钛含量占钛总量百分比的变化。

图5为本发明的方法（实施例1、实施例2和实施例3）获得的镍含量与赋存形态连续提取分析国家标准样品非残渣态的镍含量和目前通用的总量分析方法的镍含量的对比。

图6为本发明的一次性提取方法（实施例1、实施例2和实施例3）获得的镍含量与赋存形态连续提取分析国家标准样品非残渣态的镍含量占镍总量百分比的变化。

图7为本发明的方法（实施例1、实施例2和实施例3）获得的钒含量与赋存形态连续提取分析国家标准样品非残渣态的钒含量和目前通用的总量分析方法的钒含量的对比。

图8为本发明的一次性提取方法（实施例1、实施例2和实施例3）获得的钒含量与赋存形态连续提取分析国家标准样品非残渣态的钒含量占钒总量百分比的变化。

图9为本发明的方法（实施例1、实施例2和实施例3）获得的钡含量与赋存形态连续提取分析国家标准样品非残渣态的钡含量和目前通用的总量分析方法的钡含量的对比。

图10为本发明的一次性提取方法（实施例1、实施例2和实施例3）获得的钡含量与赋存形态连续提取分析国家标准样品非残渣态的钡含量占钒总量百分比的变化。

图11为本发明的方法（实施例1、实施例2和实施例3）获得的钴含量与赋存形态连续提取分析国家标准样品非残渣态的钴含量和目前通用的总量分析方法的钴含量的对比。

图12为本发明的一次性提取方法（实施例1、实施例2和实施例3）获得的钴含量与赋存形态连续提取分析国家标准样品非残渣态的钴含量占钴总量百分比的变化。

图13为本发明的方法（实施例1、实施例2和实施例3）获得的铜含量与赋存形态连续提取分析国家标准样品非残渣态的铜含量和目前通用的总量分析方法的铜含量的对比。

图14为本发明的一次性提取方法（实施例1、实施例2和实施例3）获得的铜含量与赋存形态连续提取分析国家标准样品非残渣态的铜含量占铜总量百分比的变化。

图15为本发明的方法（实施例1、实施例2和实施例3）获得的钼含量与赋存形态连续提取分析国家标准样品非残渣态的钼含量和目前通用的总量分析方法的钼含量的对比。

图16为本发明的一次性提取方法（实施例1、实施例2和实施例3）获得的钼含量与赋存形态连续提取分析国家标准样品非残渣态的钼含量占钼总量百分比的变化。

具体实施方式

下面结合实例对本发明作进一步的详细说明。本发明所用的原料均为市售产品。

实施例1

生态环境与土壤质量评价中元素可供给态的选择性提取方法，包括以下步骤：

1）分别称取一定量的五个国家土壤形态分析标准样品即GBW07437、GBW07438、GBW07441、GBW07443，GBW07445的松散沉积物或土壤样品，于105℃烘干至恒重，且颗粒直径不大于150目；

2）再称取的一定量的样品中加入质量百分比浓度为10%盐酸，盐酸加入量按固液比为1:600g/mL的比例加入，在60±5℃的常压条件下机械振荡180±10分钟；

3）将搅拌或振荡提取后的混合物进行固液分离，分离的清液稀释至合适浓度（依据ICP-AES、ICP-MS分析仪器的不同或元素在提取液中含量的不同）用于仪器分析测定铬、铜、铅、锌等有害元素和硼、硒、钼等有益元素以及锂、钛、镭、镓、锗、碲、钪、镧、铕、钇等稀有稀散稀土元素。所获得的这些元素可供给态含量能较好地反映土壤或沉积物中这些元素能给动、植物吸收的所能供给的最大量，从而更科学、合理地进行生态背景值评估和污染或亏损程度评价。

实施例2

生态环境与土壤质量评价中元素可供给态的选择性提取方法，包括以下步骤：

1）分别称取一定量的五个国家土壤形态分析标准样品即GBW07437、GBW07438、GBW07441、GBW07443，GBW07445的松散沉积物样品，于105℃烘干至恒重，且颗粒直径不大于150目；

2）再称取的一定量的样品中加入质量百分比浓度为10%硝酸，硝酸加入量按固液比为1:300g/mL的比例加入，在60±5℃的常压条件下搅拌180±10分钟；

3）将搅拌或振荡提取后的混合物进行固液分离，分离的清液稀释至合适浓度（依据ICP-AES、ICP-MS分析仪器的不同或元素在提取液中含量的不同）用于仪器分析测定铬、铜、铅、锌等有害元素和硼、硒、钼等有益元素以及锂、钛、镭、镓、锗、碲、钪、镧、铕、钇等稀有稀散稀土元素。所获得的这些元素可供给态含量能较好地反映土壤或沉积物中这些元素给动、植物吸收的所能供给的最大量，从而更科学、合理地进行生态背景值评估和污染或亏损程度评价。

实施例3

生态环境与土壤质量评价中元素可供给态的选择性提取方法，包括以下步骤：

1）分别称取一定量的五个国家土壤形态分析标准样品即GBW07437、GBW07438、GBW07441、GBW07443，GBW07445的松散沉积物样品，于105℃烘干至恒重，且颗粒直径不大于150目；

2）再称取的一定量的样品中加入质量百分比浓度为10%王水，王水加入量按固液比为1:100g/mL的比例加入，在60±5℃的常压条件下超声振荡180±10分钟；

3） 将搅拌或振荡提取后的混合物进行固液分离，分离的清液稀释至合适浓度（依据ICP-AES、ICP-MS分析仪器的不同或元素在提取液中含量的不同）用于仪器分析测定铬、铜、铅、锌等有害元素和硼、硒、钼等有益元素以及锂、钛、镭、镓、锗、碲、钪、镧、铕、钇等稀有稀散稀土元素。所获得的这些元素可供给态含量能较好地反映土壤或沉积物中这些元素给动、植物吸收的所能供给的最大量，从而更科学、合理地进行生态背景值评估和污染或亏损程度评价。

以重金属铬为例，在五个国家土壤形态分析标准样品（GBW07437、GBW07438、GBW07441、GBW07443，GBW07445）中铬总量为56.3 ~ 93.0 mg/kg，非残渣态（离子可交换态、碳酸盐态、铁锰氧化物态和有机还原态的总和）只有2.7~8.0mg/kg（图1）,非残渣态仅占铬总量的3.0~11.3%（图2）；10%盐酸提取的铬为4.0~14.7mg/kg（图1），占铬总量的4.5~15.9%（图2）；10%硝酸提取的铬为4.0~15.5mg/kg（图1），占铬总量的4.5~17.5%（图2）；10%王水提取的铬为3.8~14.2mg/kg（图1），占铬总量的4.3~16.7%（图2）。这3 种选择性提取方法所获得的土壤或沉积物中可供给态的铬含量差别不大，都略大于非残渣态的量，但都未超过铬总量的20%。也就是说，我们目前进行土壤质量或生态环境评价中的铬的背景值中的80%以上部分是不参与生态地球化学过程的，因而，我们用总量铬来评价土壤质量与生态环境显然是不科学、不合理、不合适、不恰当的。因此我们需要一种一次性就能提取只参与生态过程的、占总量比例小于20%的铬的选择性提取分析方法进行土壤或沉积物的生态地球化学环境评价或土壤质量评价。本发明的选择性提取方法只提取了土壤或沉积物中可能供给动、植物吸收的铬的最大供给量，剔除了不能被动、植物吸收的残渣态铬对土壤质量背景值或生态环境质量背景值的影响，从而更科学、更合理地进行土壤质量或生态环境质量评价。

以稀有稀散元素钛为例，在五个国家土壤形态分析标准样品（GBW07437、GBW07438、GBW07441、GBW07443，GBW07445）中钛总量为4950~5460 mg/kg（图3）；10%盐酸提取的钛为24.6~129mg/kg（图3），占钛总量的0.50~2.36%（图4）；10%硝酸提取的钛为16.5~114mg/kg（图3），占钛总量的0.33~2.09%（图4）；10%王水提取的钛为25.1~111mg/kg（图3），占钛总量的0.51~2.04%（图4）。这3种选择性提取方法所获得的土壤或沉积物中钛的可供给态的钛含量差别不大，但都未超过钛总量的3%。也就是说，我们目前进行土壤质量或生态环境评价中的钛的背景值中的97%以上部分是不参与生态地球化学过程的，因而，我们用总量钛来评价土壤质量与生态环境显然是不科学、不合理、不合适、不恰当的。因此我们需要一种一次性就能提取只参与生态过程的、占总量比例小于3%的钛的选择性提取分析方法进行土壤或沉积物的生态地球化学评价或土壤质量评价。本发明的选择性提取方法只提取了土壤或沉积物中可能供给动、植物吸收的钛的最大供给量，剔除了不能被动、植物吸收的残渣态钛对土壤质量背景值或生态环境质量背景值的影响，从而更科学、更合理地进行土壤质量或生态环境质量评价。

以重金属镍为例，在五个国家土壤形态分析标准样品（GBW07437、GBW07438、GBW07441、GBW07443，GBW07445）中镍总量为26.5~ 75.6 mg/kg，非残渣态（离子可交换态、碳酸盐态、铁锰氧化物态和有机还原态的总和）只有6.0~29.6mg/kg（图5）,非残渣态仅占镍总量的20.7~39.1%（图6）；10%盐酸提取的镍为6.74~17.0mg/kg（图5），占镍总量的22.5~29.5%（图6）；10%硝酸提取的镍为5.15~15.7mg/kg（图5），占镍总量的17.7~31.4%（图6）；10%王水提取的镍为5.13~21.6mg/kg（图5），占镍总量的17.7~29.3%（图6）。这3 种选择性提取方法所获得的可供给态的镍含量差别不大，都略大于非残渣态的量，但都未超过镍总量的25%。也就是说，我们目前进行土壤质量或生态环境评价中的镍的背景值中的75%以上部分是不参与生态地球化学过程的，因而，我们用总量镍来评价土壤质量与生态环境显然是不科学、不合理、不合适、不恰当的。因此我们需要一种一次性就能提取只参与生态过程的、占总量比例小于25%的镍的选择性提取分析方法进行土壤或沉积物的生态地球化学评价或土壤质量评价。本发明的选择性提取方法只提取了土壤或沉积物中可能供给动、植物吸收的镍的最大供给量，剔除了不能被动、植物吸收的残渣态镍对土壤质量背景值或生态环境质量背景值的影响，从而更科学、更合理地进行土壤质量或生态环境质量评价。

以重金属钒为例，在五个国家土壤形态分析标准样品（GBW07437、GBW07438、GBW07441、GBW07443，GBW07445）中钒总量为101~154 mg/kg；10%盐酸提取的钒为16.4~29.2mg/kg（图7），占钒总量的14.5~22.1%（图8）；10%硝酸提取的钒为8.0~22.0mg/kg（图7），占钒总量的7.1~16.3%（图8）；10%王水提取的钒为12.4~24.9mg/kg（图7），占钒总量的11.0~19.4%（图8）。这3 种选择性提取方法所获得的可供给态的钒含量差别不大，都略大于非残渣态的量，但都未超过钒总量的25%。也就是说，我们目前进行土壤质量或生态环境评价中的钒的背景值中的75%以上部分是不参与生态地球化学过程的，因而，我们用总量钒来评价土壤质量与生态环境显然是不科学、不合理、不合适、不恰当的。因此我们需要一种一次性就能提取只参与生态过程的、占总量比例小于25%的钒的选择性提取分析方法进行土壤或沉积物的生态地球化学评价或土壤质量评价。本发明的选择性提取方法只提取了土壤或沉积物中可能供给动、植物吸收的钒的最大供给量，剔除了不能被动、植物吸收的残渣态钒对土壤质量背景值或生态环境质量背景值的影响，从而更科学、更合理地进行土壤质量或生态环境质量评价。

以碱土金属钡为例，在五个国家土壤形态分析标准样品（GBW07437、GBW07438、GBW07441、GBW07443，GBW07445）中钡总量为481 ~ 829 mg/kg（图9）；10%盐酸提取的钡为78.9~222mg/kg（图9），占钡总量的15.9~35.0%（图10）；10%硝酸提取的钡为81.6~219mg/kg（图9），占钡总量的15.4~33.8%（图10）；10%王水提取的钡为84.5~221mg/kg（图9），占钡总量的16.4~34.0%（图10）。这3 种选择性提取方法所获得的可供给态的钡含量差别很小，但都未超过钡总量的三分之一。也就是说，我们目前进行土壤质量或生态环境评价中的钡的背景值中的三分之二以上部分是不参与生态地球化学过程的，因而，我们用总量钡来评价土壤质量与生态环境显然是不科学、不合理、不合适、不恰当的。因此我们需要一种一次性就能提取只参与生态过程的、占总量比例小于三分之一的钡的选择性提取分析方法进行土壤或沉积物的生态地球化学评价或土壤质量评价。本发明的选择性提取方法只提取了土壤或沉积物中可能供给动、植物吸收的钒的最大供给量，剔除了不能被动、植物吸收的残渣态钒对土壤质量背景值或生态环境质量背景值的影响，从而更科学、更合理地进行土壤质量或生态环境质量评价。

以重金属钴为例，在五个国家土壤形态分析标准样品（GBW07437、GBW07438、GBW07441、GBW07443，GBW07445）中钴总量为11.2 ~ 33.8 mg/kg，非残渣态（离子可交换态、碳酸盐态、铁锰氧化物态和有机还原态的总和）只有3.04~28.5mg/kg（图11）,非残渣态仅占钴总量的27.0~84.3%（图12）；10%盐酸提取的钴为4.0~14.7mg/kg（图11），占钴总量的4.5~15.9%（图12）；10%硝酸提取的钴为4.0~15.5mg/kg（图11），占钴总量的4.5~17.5%（图12）；10%王水提取的钴为3.8~14.2mg/kg（图11），占钴总量的4.3~16.7%（图12）。这3 种选择性提取方法所获得的可供给态的钴含量前4个样品差别不大，其中GBW07437、GBW07441、GBW07443样品的3种选择性提取方法钴的可供给态含量与非残渣态相近，GBW07438的3种选择性提取方法钴的可供给态含量则远高于非残渣态钴的含量。 GBW07445的情况比较复杂，10%硝酸提取钴远低于样品的非残渣态钴，10%盐酸提取的钴则也低于非残渣态钴，10%王水提取的钴则与非残渣态钴基本相近（图11、图12）； 究其原因，是因为该样品为南方的红黄壤，其总钴（33.8mg/kg）中的74%（25.0mg/kg）是赋存于铁锰氧化物中，不易被盐酸或硝酸完全提取，但可以被王水完全提取的缘故。也就是说，我们目前进行土壤质量或生态环境评价中的钴的背景值中的部分样品的近一半的钴是不参与生态地球化学过程的，也有部分样品只有近20%的钴不参与生态地球化学过程的， 同时因为有些样品的钴主要呈铁锰氧化物态存在，不易完全被10%的盐酸或10%的硝酸所提取，因而对这类样品进行生态环境或土壤质量评价时只宜用10%王水进行提取而获得潜在的、可能会被动、植物吸收的生态可供给态。本发明的选择性提取方法只提取了土壤或沉积物中可能供给动、植物吸收的钴的最大供给量，剔除了不能被动、植物吸收的残渣态钴对土壤质量背景值或生态环境质量背景值的影响，从而更科学、更合理地进行土壤质量或生态环境质量评价。

以重金属铜为例，在五个国家土壤形态分析标准样品（GBW07437、GBW07438、GBW07441、GBW07443，GBW07445）中铜总量为22.4 ~ 83.2 mg/kg，非残渣态（离子可交换态、碳酸盐态、铁锰氧化物态和有机还原态的总和）只有6.14~23.2mg/kg（图13）,非残渣态仅占铜总量的27.4~55.1%（图14）；10%盐酸提取的铜为17.1~25.5mg/kg（图13），占铜总量的30.6~83.0%（图14）；10%硝酸提取的铜为17.7~27.2mg/kg（图13），占铜总量的24.0~79.1%（图14）；10%王水提取的铜为17.2~25.5mg/kg（图13），占铜总量的30.6~76.8%（图14）。这3 种选择性提取方法所获得的可供给态的铜含量差别不大，GBW07437、GBW07438、GBW07441、GBW07443都大于非残渣态的量, GBW07445的3种选择性提取方法所获得的可供给态的铜含量与非残渣态接近，占铜的总量变化较大最高近80%，最低只有30%。也就是说，我们目前进行土壤质量或生态环境评价中的铜的背景值中的有可能是70%的铜并没有参与生态地球化学过程的，因而，我们用总量铜来评价土壤质量与生态环境显然是不科学、不合理、不合适、不恰当的。因此我们需要一种一次性就能提取只参与生态过程的、占总量比例约30%的铜的选择性提取分析方法进行土壤或沉积物的生态地球化学评价或土壤质量评价。本发明的选择性提取方法只提取了土壤或沉积物中可能供给动、植物吸收的铜的最大供给量，剔除了不能被动、植物吸收的残渣态铜对土壤质量背景值或生态环境质量背景值的影响，从而更科学、更合理地进行土壤质量或生态环境质量评价。

以生物生长有益元素钼为例，在五个国家土壤形态分析标准样品（GBW07437、GBW07438、GBW07441、GBW07443，GBW07445）中钼总量为0.63 ~ 13.8 mg/kg，非残渣态（离子可交换态、碳酸盐态、铁锰氧化物态和有机还原态的总和）只有0.22~0.88mg/kg（图15）,非残渣态仅占钼总量的6.37~41.3%（图16）；10%盐酸提取的钼为0.21~0.48mg/kg（图15），占钼总量的3.48~48.1%（图16）；10%硝酸提取的钼为0.18~0.27mg/kg（图15），占钼总量的1.73~42.9%（图16）；10%王水提取的钼为0.21~0.37mg/kg（图15），占钼总量的2.69~44.1%（图16）。这3 种选择性提取方法所获得的可供给态的钼含量差别不大，与非残渣态的量基本接近，但都未超过钼总量的50%。也就是说，我们目前进行土壤质量或生态环境评价中的钼的背景值中的一半以上是不参与生态地球化学过程的，因而，我们用总量钼来评价土壤质量与生态环境显然是不科学、不合理、不合适、不恰当的。因此我们需要一种一次性就能提取只参与生态过程的、占总量比例小于50%的钼的选择性提取分析方法进行土壤或沉积物的生态地球化学评价或土壤质量评价。本发明的选择性提取方法只提取了土壤或沉积物中可能供给动、植物吸收的钼的最大供给量，剔除了不能被动、植物吸收的残渣态钼对土壤质量背景值或生态环境质量背景值的影响，从而更科学、更合理地进行土壤质量或生态环境质量评价。

实施例的数据只针对铬、钛、镍、钒、钡、钴、铜、钼给出了8个元素的实验对比数据，但并不限于上述8个元素。从元素的地球化学与生物化学原理中我们同样可以得出与本次实验相类似的结论。本专利的选择性提取方法同样适用于包括铅、锌、镉等有毒有害元素和包括硼、硒等有益元素以及包括锂、镭、镓、锗、碲、钪、镧、铕、钇等稀有稀散稀土元素的生态环境与土壤质量评价中元素可供给态的选择性提取。

本发明按照上述实施例进行了说明，应当理解，上述实施例不以任何形式限定本发明，凡采用等同替换或等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。