理论前沿与综合论坛
北京怀柔褐土的元素分布特征分析
仰光
（中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院）
摘要：土壤元素的分布对植物营养的供给和有毒重金属的污染具有重要影响，但少有报道不同土地利用下各粒级中土壤元素的分布特征。应用电感耦合等离子体发射光谱手段分析土壤各粒级中的元素分布。结果表明：Zn元素主要分布在褐土自然地和农田地的粉粒中。大量元素K在褐土中含量较为丰富。研究结果有助于加深土壤元素的认识。
关键词：元素；土地利用；电感耦合等离子体发射光谱（ICP）
土壤是由动植物和微生物腐解的有机质、活的生物体、水、空气和岩石风化后形成的矿物质组成。土壤中的各个元素主要来源于原生岩石，伴随着土壤的发生、发育，土壤的性质也一直发生着改变。影响土壤的元素组成的因素有气候、生物、人类耕作等，但土壤中元素的的分布主要由土壤颗粒的大小和土壤类型决定。因而，分析元素在各类型土壤和各粒级土壤颗粒中的分布特征可以反映出成土母质的一些特性，由此可以获取部分土壤发生过程所携带的信息。为能够定量的描述成壤过程和基础地质方面的信息提供依据。目前，对生物有毒害作用的重金属元素和其他如Al、Fe、K等其他矿物元素在土壤中的分布特征是描述土壤特征的重要指标。
应用电感耦合等离子体发射光谱分析技术对农田地和自然地利用下的褐土各粒级中的元素进行分析，可以鉴定出褐土各粒级中的有毒重金属元素和其他矿物元素的分布特征。研究结果将加深土地利用对不同粒级中元素分布影响上的认识，为土壤污染防治和农业土地利用提供理论依据[1]。
1.材料与方法1.1样品采集及前处理
由北京怀柔采取自Z然地和农田褐土（C1、C2）。并将采集的土壤样品去除杂质后待用。
表1.1采样信息
1.2土壤的元素分析
元素分析称取0.1g土样进行研磨，然后放入微波消解管中，用1ml王水将样品浸湿，再加3ml氢氟酸，放入微波消解仪中，消解30分钟。Optima5300V电感耦合等离子体发射光谱仪（PerkinElmer公司，美国）。MultWave3000微波消解仪（AntonParr公司，奥地利）[2]。
2.结果与讨论
2.1褐土各粒级土壤中重金属元素含量的分布
从表2.1可知，在农田褐土中，全土中的Zn、As、Cd、Pb量分别为0.0849、0.7775、0.0099、0.0339mg·kg-1，均未超过绿色食品产地土壤环境质量标准GB15618-1995的二级标准要求界限分别为＜200-250、＜20-25、＜0.30-0.40、＜50mg·kg-1。[3]农田褐土各粒级中，粉粒含Zn量最高为0.1782mg·kg-1，与粉粒相比其他粒级含量极低；As在粗砂中的含量最高为0.15mg·kg-1，As在各粒级土壤中含量相
对均匀；Cd在粗砂中含量较高为0.0101mg·kg-1，细砂和粉粒中含量基本一致；Pb在粉粒中含量最高为0.0577mg·kg-1，且由粗砂、细砂到粉粒Pb含量逐级升高。
自然地褐土中，全土中的Zn、As、Cd、Pb量均未超过绿色食品产地土壤环境质量标准GB15618-1995的二级标准要求界限。自然地褐土中，粉粒含Zn量最高为0.1998mg·kg-1，远高于其他粒级，且有随着粒径减小含量增加的趋势；As在粗砂中的含量最高为0.7145mg·kg-1，As在各粒级土壤中含量相差不大；Cd在粗砂中含量较高为0.0100mg·kg-1，各粒级含量相差不大；Pb在粉粒中含量最高为0.0508mg·kg-1，且随着粒径的减小，含量升高。
表2.1褐土在农田地与自然地利用下各粒级中4种有毒重金属元素含量分布（mg·kg-1）
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2.2褐土各粒级土壤中其他矿物元素含量的分布
由表2.2可以看出，农田褐土的全土中的各矿物元素含量在0～33.2150mg·kg之间，全土中的各矿物按含量由大到小排列分别为Al、Fe、K、Co、S。其中，S元素无论在全土还是土壤各个粒级中都没有检测到，说明农田褐土中不含S；农田褐土各粒级中Fe含量在粉粒中最高为56mg·kg，由粗砂到粉粒随着粒径的减小，Fe含量呈增加趋势，且在粉粒中的含量将近粗砂中的四倍；K的含量在各粒级中粗砂里的含量最高为18.9400mg·kg，且在各粒级中的含量随着粒径减小而减少。
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自然地褐土的全土中的各矿物元素含量在0～27.3700mg·kg-1之间，全土中的各矿物按含量由大到小排列分别为Al、Fe、K、Co、S。其中，S元素无论在全土还是土壤各个粒级中都没有检测到，说明自然地褐土中不含S；自然地褐土各粒级中Fe含量在粉粒中最高为40.8100mg·kg-1，由粗砂到粉粒随着粒径的减小，Fe含量呈增加趋势；K的含量在各粒级中粗砂里的含量最高为23.6950mg·kg-1，且在各粒级中的含量随着粒径减小而减少。
表2.2褐土在农田地与自然地利用下各粒级中其他矿物元素含量分布（mg·kg-1）
3.结束语
本研究通过对不同类型、不同用地方式下不同粒级土壤矿物的FTIR和XRD谱图进行分析，得到如下结论：
（1）褐土中的Zn、As、Cd、Pb含量均符绿色食品产地土壤环境质量标准，Zn在褐土的农田地和自然地中，粉粒中的含量在各粒级中最高。
（2）褐土中供植物生长发育的必需矿物营养元素Fe、K、S中，大量营养元素K含量较为丰富，中量元素S在土壤中的含量基本为0。在褐土的农田地和自然地以及红壤的农田地中，全土中的Fe、Al、K
三种元素的含量在各元素中都最高。
参考文献：
[1]辛国省.青藏高原东北缘放牧草地土壤矿物元素含量及分布特征.草业学报[J]，2012.21（02）：8-17.
[2]何恬叶，张颖红，胡子文.微波消解ICP-OES法测定土壤样品中22种元素[J].分析试验室，2018，37（01）：84-87.
[3]戴文圣.香榧林地土壤及其种子矿物元素含量分析.浙江林业科技[J]，2006（02）：14-18.
（上接290页）
员应该加强对该方面的控制程度，向工作人员灌输节约材料的思想观念，节约材料，很大程度上会节约资金，保证项目的顺利进行。
2.工作人员的技术和操作能力
桥梁建设需要的工作人员数量最多的就是基层技术人员，保证整个桥梁的建设，而技术人员和基层施工人员在技术需求方面要求较多，所以企业在招聘建筑工程团队的时候应该对该团队的技术人员加强检查，并且对本企业的工作人员进行培训，根据其综合素质和年龄分成不同类型，使培训有着良好的针对性，在日后的设计工作中有所帮助。
后张法预应力混凝土应用于桥梁建设时，其准备阶段和工作阶段重要性相同，因为在应用后张法预应力混凝土施工技术后大幅度减少了施工时间，并且桥梁的质量和使用寿命强，所以该技术才会被我国所普及，其前景相对我国桥梁建设工艺来说良好，但是要求严格，施工企业对于施工工程控制严格。
后张法预应力混凝土技术的使用效果和桥梁建筑效果较好，因此以该技术所建设的桥梁在我国还有很多，在桥梁建设企业进行桥梁建设时，吸取其他企业建设桥梁的成功经验是一个不错的方法，条件好的企业可以招聘几个该方面的人才，通过分析历年来桥梁建设中存在的问题和一系列的解决方法，从中找出成功的经验和遇见
问题所使用的方法，总结失败经验等，来促进自身企业的桥梁建设和日后的发展，很好的保证了企业在桥梁市场的竞争能力。
四、结语
在今后的时间中，预应力施工技术还会得到更加全面的发展。后张法预应力混凝土施工技术的使用还是存在一定的问题，无论是在技术方面还是在工作人员方面都有一定的纰漏，因此，施工单位一定要注意这些问题，不断提高施工技术的使用效果，提高桥梁的坚固程度和质量，保证桥梁的使用寿命，进而保证我国交通顺利，合理的促进我国经济的发展。
参考文献：
[1]李萌.后张法预应力混凝土桥梁的施工关键技术分析[J].太原城市职业技术学院学报，2018，（01）:167-169.
[2]赵玉宝.桥梁工程施工中后张法预应力施工技术的应用及其质量控制研究[J].四川水泥，2017，（06）:269-270.
[3]马荣涛.探索后张法预应力混凝土桥梁的施工技术[J].建材与装饰，2017，（17）：261-262.
[4]沙海江.浅析后张法预应力混凝土桥梁施工质量控制要点[J].河南科技，2014，（24）：163-1.
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