膜型树脂在土壤养分测试中应用进展.docVIP

文章编号：1008-181X（2001）02-0161-04 膜型树脂在土壤养分测试中的应用进展 刘婷琳1，李贵宝2 （1：广东省生态环境与土壤研究所，广东 广州 510650；2：中国科学院生态环境研究中心，北京 100085） 摘要：回顾了离子交换树脂在土壤养分测试中的应用及其发展变迁的3个阶段；综述了国内外离子交换树脂膜（膜型树脂）的研究进展；同时对该技术未来应用的前景及其进一步发展存在的问题进行了讨论。 关键词：膜型树脂；土壤测试；进展 中图分类号：S151.9 文献标识码：A Advance of ion exchange resin membrane in soil testing LIU Ting-lin1，LI Gui-bao2 （1: Guangdong Institute of Eco-Environmental and Soil Sciences, Guangzhou 510650, China; 2: Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China） Abstract: The evolution of ion exchange resin was explicated. Recent research and progress of ion exchange resin membrane (IEM) in soil testing were summarized. Finally, application prospect of IEM and some problems that might hinder its further development were discussed. Key words: ion exchange resin membrane; soil testing; progress 为了解土壤中养分对植物的有效供应量，目前的化学提取法所提出的养分含量尚不能真正表征其对植物的有效供应量，如无法反映出磷、钾在土壤中的释放与转移，也可能过高估计了养分的有效性[1, 2]。 随着农业生产的发展，迫切需要快速、真实地了解田间条件下，土壤-植物体系中元素的有效供给量等。而常规分析却需要将采集好的土样运到室内，风干，经过各种物理、化学方法进行样本制备，再测定，这样延误时间较长。而大自然是千变万化的，所以常规分析的数字已不能反应当时田间土壤状况，且在样本制备过程中，已破坏了原状土的自然状态，降低了与田间土壤-植物“活”体系中土壤植物状态的真实性及符合程度。 选择一种最佳或较好的测试方法，不仅要求土壤测试值与作物实际吸收量间有良好的相关性，而且测定方法尽可能简单、快速与准确，并能适应于多种类型的土壤或能同时浸提多种元素。 膜型树脂即离子交换树脂膜（Ion Exchange Resin Membrane）是离子交换树脂经与粘合剂（如聚乙烯）、润滑剂（如硬脂酸钙）反复混炼均匀，进行铺压拉片而成的一种膜。若加入阳离子树脂粉即为阳离子交换膜（Cation Exchange Membrane, CEM），若加入阴离子树脂粉即为阴离子交换膜（Anion Exchange Membrane，AEM）。膜型树脂在土壤养分测试中作为元素的提取剂，具有一般化学提取剂不具备的优点，它能通过离子交换反应将介质中的元素离子吸附于其表面，这一过程与植物根对养分的吸收有着某种程度的相似之处[3]。 1 膜型树脂的发展历史 膜型树脂的应用主要经历了三种形式。最早是把分散的树脂颗粒（Bead form）与土壤混在一起[4]，加蒸馏水制成悬浮液、振荡，然后把树脂过滤出来，用置换剂把树脂颗粒吸附的离子置换下来，测定置换液中离子的含量。该法存在的主要问题是很难把树脂颗粒从土壤悬浮液中分离出来。 第二种形式就是用筛网或半透膜囊把离子交换树脂颗粒包起来，做成离子交换树脂袋[5]，从而解决了上述难以分离的问题。浸提时把离子交换树脂袋埋在土壤中（或和土壤一起震荡），或放入盛有水样的容器中，一定时间后取出树脂袋，把吸附在树脂袋中的养分离子交换或洗脱下来即可测定。但存在的主要问题是养分吸附过程较慢，给实验室应用带来不便；树脂袋表面常粘附一些根毛，影响测定结果的精确程度。 随着树脂工业的不断发展，离子交换树脂被挤压成不同种类的膜产品不断问世[6]。膜型树脂与颗粒型树脂的化学结构十分相似，只是当交换树脂被挤压成膜时，须添加一些强化剂。这样可使膜具有一定稳定的形状及足够的机械强度。膜产品有阳离子膜（CEM）和阴离子膜（AEM）