土壤中硅、铁、铝等元素的分析-上海液质检测平台
硅、铁、铝是土壤中的主要成分。土壤全硅（Si）含量150g·kg~l~320g·kg-l，有的可低于100g·kg |或高达420g·kg~以上。全铁（Fe）含量约为35～70gkg-kg-l，有些富含铁的土壤可在150g·kg/以上。土壤中全铝（Al） 含量约为50~110g·kg l。成土母质、气候、植被、质地和风化强度都会影响土壤中硅、铁、铝的数量和分布。土壤矿物胶体主要是硅酸盐类和铁、铝氧化物，所以分析土体中或土壤胶体中全量硅、铁、铝元素的变化，就能说明土壤矿物胶体在土体中的变化。了解土壤矿质成分的迁移和变化，有利于阐明土壤的发生发育程度，土壤理化性质和土壤肥力状况等。
土壤中的硅绝大多数存在于硅酸盐结晶或沉淀之中，能为植物吸收利用的只是其中的活性部分或可溶部分，也就是土壤中的有效硅部分，包括水溶态、吸附态和部分矿物态硅等。
土壤中铁的形态主要有游离铁（Fed）、无定形铁（Feox）、有机配合态铁（Fep）以及水溶态（Few）和代换态铁（Feex）等。土壤中不属于硅酸盐组成部分的其它形态的铁，通称为游离铁。主要是氧化铁及其水合物，其溶解度受pH控制，在pH6.5~8.0降至最低，因此在石灰性土壤上生长的某些植物感到缺铁，发生失绿症。而在淹水条件下，又常产生亚铁毒害问题。土壤（或粘粒）中游离铁（Fed）占全铁（FeT）的百分比称为铁的游离度【（Fed/FeT）×100】。它反映了成土过程的特点，常用作风化度的指标之一。土壤游离铁的测定通常用连二亚硫酸钠一柠檬酸钠一重碳酸钠（DCB法）浸提，邻啡罗啉比色法测定。土壤中无定形铁（Feox）或称“活性”氧化铁，主要是氧化铁和氢氧化铁矿物。由于它们在土体中体积小，表面积大，因此是土壤中最活跃的铁的形态。无定形铁与游离铁的比值称为氧化铁的活化度
【（Feox/Fed）×100】。测定土壤中的无定形铁通常在黑暗中用草酸-草酸铵溶液浸提（Tamm氏法），邻啡罗啉比色法测定1。有机结合态铁（Fep）是指与土壤中难溶性有机物质结合的铁，主要是螯合作用结合的铁，通常用碱性焦磷酸钠浸提，邻啡罗啉比色法测定。有机配合态铁与游离铁的比值【（Fep/Fed）×100】称为铁的配合度。土壤水溶态铁和代换态铁虽然都是可以利用的形态，但在中性一石灰性土壤中含量甚微，很少用于有效铁的诊断。
酸性土壤中的活性铝亦称有效铝，是无定形或游离氧化物，对土壤酸度和铝离子浓度有明显影响。测定土壤活性铝含量有利于揭示土壤酸化机理和诊断植物铝中毒状况等。
对有些土壤，只要分析土体样品就可以明显地看出它们的变异，但有时土壤胶体部分的化学成分更能说明问题。例如，从SiO2/（Fe2O3+Al2O3）或SiO2/Al2o3的分子比率（即用这些氧化物的分子量分别除以它们的含量百分数所得的分子数之间的比例）就可以说明土壤矿物的风化程度。这都有利于对土壤类型的划分、土壤区划和土地的合理利用。
我国幅员辽阔，土壤类型复杂，土壤化学组成及元素迁移量和富集系数各不相同②。
土壤中硅、铁、铝含量的表示方法，可以用烘干土为基础的质量分数（g'kg ）表示，也可以用灼烧后土壤为基础的质量分数表示。用前者干基表示，其质量分数中除矿物元素含量外，还包括土壤有机质、矿物中的化学结合水、碳酸盐等成分，这些都是土壤中的重要成分，在土壤全量分析中都应考虑。此外用烘干土测定硅、铁、铝比较方便，避免灼烧麻烦。所得结果经过换算消除土壤腐殖质和易于变化的碳酸盐类等的影响，可以得到比较符合土壤中硅、铁、铝的累积和淋溶情况的含量。
如果以灼烧后的土壤为基础的质量分数表示时，即各矿物元素的氧化物的总和等于100%，这里已除去了不属于土壤矿物的有机成分、碳酸盐中的CO2 及矿物结构中的化学结合水。
测定土壤矿物元素的全量分析方法是将土壤矿物元素从酸不溶状态转化成能溶于酸的均匀溶液。常用的方法有碱熔法和酸分解法。碱熔法使用的熔融剂有碳酸钠、氢氧化钾、氢氧化钠、过氧化钠或偏硼酸锂等3。碱熔剂在高温的条件下与土壤中难溶性硅酸盐作用，增加硅酸盐中盐基性成分，形成硅酸钠，其他矿质元素均成为可溶性盐类而达到分解目的。碱熔法中不管用哪一种熔融剂，最终溶液中的盐浓度较高，不利于直接用原子吸收法测定。碳酸钠熔融法是经典方法，分解硅酸盐最为完全，被定为标准方法，一般全量分析多采用此法，但缺点是必须用昂贵的铂坩埚。偏硼酸锂熔融法可以用石墨坩埚代替铂坩埚，是近年来提出的适合于原子吸收光谱法（AAS）和等离子体发射光谱法（ICP）分析多元素的样品分解方法。酸分解法通常为氢氟酸分解法，优点是酸度小，外加离子少，特别适用于仪器分析测定，但是由于某些难溶性矿物分解不太完全，特别是铁、铝、锰、钛等元素的测定，目前还存在一定问题。此外，从20世纪70年代以来，国外采用在密封容器中的氢氟酸消化法（Jackson，1974；Sridhar，1974）和微波炉分解法（Gilman，1988）较好地解决了硅酸盐的溶解和样本溶液的稳定性问题，分解的样品非常适合于原子吸收光谱法（AAS）或等离子体发射光谱法（ICP）的测定，可直接测定硅、铁、铝、钛、锰、钙、镁等18种大量和微量元素31。
