微波消解/AAS测定铁路岩石边坡创面人工土壤中的重金属含量

岩石边坡创面人工土壤的重金属含量直接关系到边坡植被的恢复。优化了微波消解-原子吸收分光光度法(AAS)的分析条件,建立了测定人工土壤中重金属元素的方法,分析评价了铁路岩石边坡人工土壤的重金属污染状况。结果表明：最佳消解体系为HNO₃-H₂O₂-HF,回收率在95%～105%之间、精密度和相对偏差分别小于4%和5%。铁路岩石边坡创面人工土壤中Cd,Pb,Zn的浓度显著高于对照土壤,其浓度分别为对照土壤的4.7,1.3,1.2倍;但Cr,Cu,Fe的浓度与对照土之间无显著差异。本研究为人工土壤中重金属元素的测定提供了可靠方法,为铁路岩石边坡的治理提供依据。     

ICP-MS快速测定土壤、水系沉积物样品中的28种元素

建立一种对土壤、水系沉积物样品中的15种稀土元素分量以及锂、铍、钛、锰、钴、铷、锶、钼、镉、铯、钨、铊、铀等28种元素进行同时快速测定的方法.样品用氢氟酸、硫酸分解处理后,用电感耦合等离子体-质谱仪进行测定.通过测试3件土壤及3件水系沉积物国家标准物质对方法的准确度和精密度进行考核,28种元素测试值与推荐值吻合.     

ICP-AES测定沘江流域农田土壤中重金属元素Pb的不确定度评定

土壤是人类及各种生物赖以生存的环境基础,土壤中重金属元素的含量高低与人类的生活及各种生物的生存息息相关,其含量达到一定程度时则会危及人类及各种生物的健康,因此,准确测定土壤中的重金属元素含量就显得极为重要,具有极强的现实意义,而测量不确定度可判定测量结果的准确程度.本文以测定研究项目中所采集的沘江流域农田土壤中重金属元素Pb为代表,通过ICP-AES测定土壤样品中重金属元素Pb的不确定度的评定实践,分析了该方法测定过程中的不确定度来源,建立了数学模型,并计算了各标准不确定度分量、合成标准不确定度、扩展不确定度等,为准确评定研究项目土壤中的重金属污染程度提供了科学依据.     

土壤和水系沉积物中硒的价态分析方法研究

研究土壤和水系沉积物中硒的价态有助于了解硒（Se）的迁移和转化。目前报道大多只是测定土壤和水系沉积物中部分Se的价态,而如何测定土壤和水系沉积物中全部Se的价态一直是一个难题,难点在于如何将土壤和水系沉积物中的Se消解完全而不改变Se的价态。试验发现6.0 mol·L-1 HCl可以将Se(Ⅵ)还原成Se(Ⅳ);而在室温条件下1.2 mol·L-1 HCl介质中Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)放置48 h,价态保持不变。Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)采用HNO₃+HF+HClO₄进行消解,加热到HClO₄冒白烟时,Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)的价态保持不变;而土壤和水系沉积物中Se采用HNO₃+HF+HClO₄进行消解,加热到HClO₄蒸干以后,Se(Ⅳ)会被氧化成Se(Ⅵ)。基于以上的研究结果,建立了氢化物发生-原子荧光光谱法（HG-AFS）测定土壤和水系沉积物中Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)的方法,样品采用HNO₃+HF+HClO₄消解,加热至HClO₄冒白烟后停止加热（避免局部蒸干）,消解后的样品冷却至室温用1.2 mol·L-1 HCl溶解,采用 HG-AFS测定得到样品中Se(Ⅳ)。消解后的样品采用6.0 mol·L-1 HCl 加热溶解,将Se(Ⅵ)全部还原为Se(Ⅳ),采用HG-AFS测定得到样品中总Se,利用差减法得Se(Ⅵ)。测定结果表明土壤和水系沉积物中Se消解完全,Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)在分析过程中价态保持不变,Se(Ⅳ)和总Se的检出限分别为4.5和5.1 ng·g-1,Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)加标回收率分别为102%～108%和94%～104%。     

亚热带土壤铬元素的高光谱响应和反演模型

高光谱遥感技术已成为当前遥感领域的前沿技术,因其高分辨率的特点,可利用地物反射光谱特征定量反演地物的物理化学性质。目前土壤环境质量愈来愈受到关注,土壤重金属含量与土壤环境质量安全密切相关,以往土壤高光谱遥感技术研究多注重于土壤有机成分如土壤碳氮的光谱反演模型,对土壤重金属含量的高光谱反演研究普遍较少。土壤重金属污染已经成为影响土壤质量安全的关键因素,对土壤重金属尤其是污染元素普查是当务之急。传统土壤重金属的测试方法要求条件较高,测试周期较长,试图建立土壤高光谱与土壤铬元素(ICP-MS测定)含量之间的定量预测模型,以实现土壤铬元素的快速准确预测。采集福州市土壤样品135个,对土壤样品在350～2 500 nm的光谱反射率进行倒数、对数、微分等六种变换,筛选出对土壤总铬含量敏感的光谱波段,最后获得福州土壤铬元素高光谱反演优化模型。研究结果表明：亚热带红壤总铬的敏感光谱波段为：可见光520～530 nm和近红外1 440～1 450,2 010～2 020,2 230～2 240 nm;亚热带地区土壤总铬—高光谱反演的优化模型为: y=120.768e-7.037x(相关系数R为0.568,均方根误差为0.619 μg·g-1,检验相关系数R为0.484,均方根误差为1.426 μg·g-1),该模型可以用于福州地区土壤全铬的光谱快速监测。     

原子荧光光谱法对果园土壤中砷和汞空间分布特征的研究

利用王水消解—双道原子荧光光谱法测定了山东省苹果主产区栖霞市果园土壤中的As和Hg含量,验证了检测方法的检出限、准确度与精密度,分析了栖霞市果园土壤中重金属As和Hg的空间分布特征,并对栖霞市果园土壤中As和Hg的污染状况进行评价。结果表明：栖霞市果园土壤中As的含量范围为2.79～20.93 mg·kg-1,平均值为10.59 mg·kg-1,而Hg的含量范围为0.01～0.79 mg·kg-1,平均值为0.12 mg·kg-1。As元素在土壤中变异较小,而Hg元素在土壤中变异较大。频数分布图显示,土壤中As元素含量基本符合正态分布,含量大多在7～15 mg·kg-1之间,土壤中Hg元素含量不符合正态分布,含量大多在0.03～ 0.21 mg·kg-1之间。土壤As和Hg含量与土壤各养分指标之间的相关性均不显著,且土壤中As和Hg两种元素之间亦无显著的相关关系。以国家绿色食品产地环境质量标准为评价依据,栖霞市果园土壤As含量处于无污染的清洁水平,而土壤Hg的污染指数大于1的样点占总数的4.76%,需要引起管理者的注意。     

原子荧光光谱法测定土壤和沉积物中铋

建立了王水沸水浴消解-原子荧光光度法测定土壤和沉积物中铋。优化了仪器参数、载流及还原剂浓度,比较了水浴消解、微波消解和电热板消解三种前处理方式处理土壤/沉积物中铋的优劣。实验表明,最佳的消解方式为水浴消解,该方法操作简单方便,结果准确,可靠。采用王水沸水浴消解土壤或沉积物试样,方法的检出限为0.01 mg·kg-1(取样量为0.500 0 g,定容体积为50 mL),检出下限为0.04 mg·kg-1。该方法测定土壤标准样品,测定值都在标准值范围之内,相对误差为-4.7%～-2.0%。该方法用于测定土壤和沉积物实际样品的相对标准偏差分别为2.5%～3.4%和3.1%～3.4%,加标回收率分别为97.6%～102%和99.5%～104%。     

痕量元素ICP-MS测定基体干扰研究及外标法应用

研究了以K、Na、Ca、Mg为主要基体组分时,ICP-MS测定多元素时的干扰情况,结果表明在基体〈0.1%,基体对测定结果无明显干扰。ICP-MS外标法对天然地表水,地下水中土壤,水系沉积物,植物进行测定,在水样测定中,盐分〈500mg/L,外标法与内标法及AAN,ICP-AES测定结果一致,土壤,水系沉积物,植物测定,当基体〈0.1%外标法与内标法测定值一致。     

ICP－AES同时测定土壤和沉积物中全硼与其它微量及常量元素

本文阐述了用Ｈ３ＰＯ４、ＨＦ、ＨＮＯ３及ＨＣｌＯ４消化土壤及水系沉积物样品。其中磷酸的作用是避免在样品消化过程中硼的挥发损失。应用电感耦合等离子体发射光谱（简称ＩＣＰ－ＡＥＳ）同时测定样品中全硼及其它微量、常量元素的含量。该法具有高的准确度及精密度。方法快速、简便、适合土壤和沉积物的多元素测定。     

便携式X射线荧光光谱分析仪测定土壤中重金属

应用NITON XL3t600型便携式X射线荧光谱分析仪对土壤中主要重金属污染物Cu,Zn,Pb,Cr和As进行了测试。结果表明,Cu,Zn,Pb,Cr和As元素的最低检出限分别为:23.96,11.69,8.58,19.23,6.24mg.kg-1;对土壤成分分析标准物质GSS-5进行5次重复测定,准确度在96%～102%之间,RSD在1.0%～7.6%范围内,表明仪器对于土壤中较高浓度重金属检测准确度和精密度良好;田间进行原位检测,相对标准偏差均小于20%,与国标方法检测结果相比,准确度在55%～119%之间。通过实验室测试和田间原位检测,验证了便携式X射线荧光谱分析仪检测土壤中重金属元素有较好的准确度和精密度,适用于土壤中重金属的快速检测。     

微波消解-ICP-MS测定人体血浆中30种痕量元素

建立了微波消解-ICP-MS测定人体血浆中30种痕量元素的方法。血浆样品经过微波消解,在优化ICP-MS仪器工作参数后,以双内标铑(Rh)和铼(Re)进行校正。测定的结果表明,30种痕量元素的检出限为0.01～0.68 ng·mL-1,回收率为85%～119%,相对标准偏差(RSD)为1.7%～10.2%。用该方法对国家标准物质牛血清成分(GBW 09131)进行测定,其元素浓度均在标准值范围内。因此微波消解-ICP-MS方法快速、简便、准确,适于人血浆等生物样品中多种痕量元素的测定。     

ICP-OES研究平板太阳能集热器闷晒水质中的重金属元素

平板太阳能集热器为人们的日常生活提供热水，微量的重金属元素和杂质会随着热水从集热器内部流出，对环境产生潜在影响，同时也威胁人们的身体健康。因此，有必要对平板太阳能集热器闷晒的水质样品进行检测分析。为了提高集热器水质样品检测结果的可信度，集热器在闷晒时所使用的水均为超纯水，且在闷晒前利用超纯水对集热器进行冲洗，以降低管道内的杂质对结果的影响。所测试的平板太阳能集热器的管道材料均为TP₂磷脱氧铜。检测的标准溶液包含As，Ca，Cu，Mg，Ni和Zn等21种重金属元素，浓度梯度分别为0.2，0.4，0.8和1.6 mg·L-1。以铝基底蓝膜、黑铬和阳极氧化三种涂层的平板太阳能集热器闷晒后的水质样品为研究对象，采用ICP-OES(inductively coupled plasma optical emission spectrometry)法定量分析水质样品中重金属元素的含量，并通过信噪比确定了各重金属元素的最佳分析谱线。标准溶液中部分重金属元素的最佳分析谱线分别为（nm）：As（188.979），Ca（317.933），Zn（206.200），V（290.880），Cu（327.393），Ni（231.604），Sb（206.836），Pb（220.353）。结果表明，ICP-OES可以同时准确分析多种重金属元素的含量，水质样品中重金属元素的含量越高，则元素谱线的振幅越大。平板太阳能集热器闷晒的水质样品中不含有Be，Co，Cd，Cr，Fe，Li，Mn，Mo，Se，Sr，Tl和Ti等12种重金属元素，但含有As，Ni，Cu，Ca，Mg，V，Pb，Zn和Sb等9种重金属元素。水质样品中重金属元素含量的变化规律是随着平板太阳能集热器闷晒时间的增加而增大，增大至峰值后又随着集热器闷晒时间的增加而减小，且逐渐减小至较低含量。得出了重金属元素随闷晒时间的变化规律，给出了不同种类重金属元素的超标量和超标的闷晒时间。以城市供水水质标准（CJ/T 206-2005）对相关重金属元素的限值作为参考，水质样品中Cu，Ni，Zn元素的含量均未超过该标准中的限值。但是，平板太阳能集热器水质样品中As，Pb和Sb重金属元素的含量在闷晒了8 d后均出现了不同程度的超标，As，Pb和Sb的最大超标量分别为0.007，0.006和0.004 mg·L-1。其中，蓝膜集热器水质样品中As元素的超标量最高，黑铬集热器水质样品中Pb的超标量最高，阳极氧化集热器水质样品中As的超标量最高。检测结果对厂家和用户都具有一定的参考意义，说明了集热器管道材料的制备工艺有待进一步提高，以减少重金属元素的析出量。也为后续对平板太阳能集热器的研究和国家标准的制定提供一定的参考。     

原子荧光光谱法测定环境水及土壤样品中的汞形态含量

采用氢化发生-冷原子荧光光谱法,测定了厦门市集美周边地区的几种水和土壤样品中汞的不同形态含量.在仪器优化条件下直接进样测定水中微量无机汞的含量,再用溴酸钾-溴化钾消解水样并测定其总汞含量,由总汞与无机汞含量之差计算出有机汞含量;采用微波消解体系测定土壤样品中的总汞含量,同时用连续化学浸提法提取测定包括可交换态汞、盐酸溶汞、元素汞、腐殖酸结合态汞、有机质结合态汞和硫化汞的不同汞形态含量,并最终测定残态汞含量.实验结果表明,实验室排放水中汞含量高于Ⅰ类污水综合排放标准(GB 8978-1996),说明实验室排放水是严重的汞环境污染源之一.而公路边土壤、近海沉积物和菜园土壤的汞形态含量均低于相应的国家标准,但由于人为污染造成菜园土壤汞的不断积累应引起高度重视.实验同时对水和土壤样品的测量检出限及方法回收率进行试验,结果表明在优化的实验条件下水和土壤汞的检出限分别为0.000 8 μg·L-1和0.072 3 μg·kg-1,3个水平的加标平均回收率分别为93.7%和93.8%,方法准确、可靠.     

基于中红外漫反射光谱的土壤重金属元素含量预测研究

研究了中红外漫反射光谱快速预测土壤重金属元素含量的可行性。以在南京江宁区和八卦洲采集的共161个土壤样品为例,利用偏最小二乘回归(PLSR)法对土壤中Ni,Cr,Cu,As,Zn,Pb,Hg和Cd等8种重金属元素数据进行了预测。通过对样品的中红外(MIR)漫反射光谱进行各种预处理,探讨了中红外光谱数据预处理对预测精度的影响,并比较了中红外光谱与可见光-近红外(VNIR)光谱对土壤重金属含量预测的精度。结果表明,依次经平滑、基线校正、多元散射校正预处理能显著提高中红外光谱数据的预测精度;经校正的中红外光谱对异地样品预测的均方根误差是可见光-近红外光谱的21%～73%,比VNIR波段更能准确预测异地样品中土壤重金属元素含量。研究表明,中红外漫反射光谱可以作为一种快速、非破坏方法预测土壤重金属元素含量,且比可见光-近红外精度高。     

电感耦合等离子体质谱法测定甜味剂中重金属元素

采用微波消解-八极杆碰撞/反应池(ORS)-电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定甜味剂中Cr,Co,Ni,Cu,As,Cd,Sn,Sb,Hg,Pb等十种重金属元素的含量。样品用硝酸+双氧水消解后,试液直接用ICP-MS法进行测定。应用ORS技术,有效地消除了多原子离子对待测元素的干扰,选用45Sc,89Y,115In和209Bi等元素为内标混合液校正基体效应和信号漂移,确定了实验的最佳测定条件。结果表明,该方法对十种待测元素的检出限在0.003～0.038 μg·L-1之间,加标回收率在93.0%～106.6%之间,相对标准偏差(RSD)≤3.4%。方法简便、快速、准确,可以用于食品甜味剂质量控制和安全评价。     

农用地土壤As元素与叶片光谱特征关系研究

重金属污染是土壤环境污染中亟待解决的问题之一,重金属通过土壤向植物富集,危及人体健康,对生态环境产生巨大隐患。传统的土壤污染监测以化学方法为主,不仅费时费力且监测范围有限,而基于植被高光谱技术的土壤重金属监测方法能够快速准确地获取土壤重金属含量,突破植被屏障,提高土壤重金属监测效率。近年来,国内外许多学者致力于使用盆栽实验定量研究土壤污染物对植物光谱特征影响,而野外环境下的实验研究相对缺少,因此建立合适准确的野外土壤重金属预测模型具有重要意义,为改善耕地土壤质量提供参考。以北京市优势经济果树桃树为研究对象,在研究区均匀设置了50个采样点,利用FieldSpec 4便携式地物波谱仪测量桃树叶片光谱数据,同时采集土壤样本带回实验室检测分析获得土壤重金属含量数据。通过分析不同污染下桃树叶片在重金属胁迫下的叶片光谱特征,计算不同土壤重金属与叶片光谱之间的相关关系,确定土壤As元素与光谱反射率相关性更大,因此选择土壤As元素计算其与不同植被指数之间的相关系数,并用合适的植被指数构建土壤As元素预测模型。结果表明：污染区桃叶光谱反射率总体上比背景区的光谱反射率更高,其中760~1 300 nm波长范围内对土壤重金属更加敏感,土壤重金属对叶片红、蓝、黄边位置干扰不明显,对红、蓝、黄边斜率敏感,且均呈正向相关性。光谱反射率与土壤Cr,Cu和Hg元素相关性较弱,与As,Pb和Cd元素在某些波段范围内达到0.1级显著相关,且总体相关曲线趋势相同,相关性大小依次排序为As>Pb>Cd。以相关性更强的土壤As元素与植被指数进行相关分析表明,土壤As元素与PRI1和PRI3均显著相关。使用SPSS数据分析软件以PRI1和PRI3为自变量,土壤As元素为因变量分别进行回归分析,检测结果发现,PRI3的指数预测模型(y=e43.644x-39.386, R2=0.937, RMSE=0.161)效果最好且具有更好的稳定性。     

微波消解/ICP-MS法测定川黄柏中微量重金属元素

采用微波消解技术,建立了一种测定道地药材川黄柏中Co,Ni,Cu,Zn,As,Cd,Hg和Pb等八种微量重金属元素的ICP-MS法.用国家一级标准物质杨树叶(GBW-07604)和茶叶((3BW-07605)标准物质评价了方法的准确性.应用拟定的分析方法测定了不同地区(巴中、宜宾与荥经)、不同生长期(荥经:6年、8年10年)的川黄柏中微量重金属元素的含量.方法对试样中各元素测定的相对标准偏差范围为3.2%～17.8%,回收率在70%～120%之间.研究表明,方法简便、快速、灵敏,适合于川黄柏中八种微量重金属元素的测定.同时,试样分析结果显示,川黄柏中有害重金属元素As,Cd,Hg和Pb的含量均低于<中国药典>及<药用植物及制剂进出口绿色行业标准>的限量标准,宜于药用和出口.     

矿业废弃地重构土壤重金属含量高光谱反演

矿产资源对工业和国民经济的发展有重要的作用,但是随着矿业开采规模的扩大,资源枯竭、经营不善而形成的矿业废弃地越来越多。由于长时间受到采矿的影响,矿业废弃地土壤中存在大量的重金属元素,高浓度重金属可能会对环境和人体产生影响。土地复垦是整治污染、退化土壤再利用的重要方法,对重构后的土壤进行重金属含量检测是衡量土地复垦成效的重要指标,需要长期进行跟踪监测。传统的化学检测方法效率低、成本高、无法实现重金属大范围检测。高光谱是一种新兴的、发展潜力巨大的技术,在环境保护,资源利用,区域可持续发展等方面有着广泛的应用。经过近几十年的快速发展,仪器精度逐渐提高,检测方法逐渐成熟,为实现土壤重金属高效、便捷检测提供了可能。正常土壤重金属含量一般相对较低,采用光谱测量重金属含量较为困难,但铁矿开采区矿业废弃地由于土壤中的铁元素较多,会使土壤中的重金属的存在和聚集形式发生变化,影响重金属对光谱的响应,从而使土壤光谱反射率与重金属含量之间关系更加明显。以湖北省大冶市复垦矿区研究区,采样化学检测方法获取土壤重金属（As,Cr,Zn）含量;借助于美国ASD公司生产的FieldSpec4地物光谱仪（350～2 500 nm）获取土壤反射率,应用一阶微分、倒数对数、连续统去除法分别对反射率曲线进行预处理,提取出光谱特征波段,分析三种重金属元素与光谱特征间的相关性并建立逐步回归模型。研究表明,光谱数据预处理可使光谱特征波段更加明显,其中一阶微分和连续统去除法的效果最为明显。3种重金属元素的特征波段为495,545,675,995,1 425,1 505,1 935,2 165,2 205,2 275和2 355 nm。将土壤重金属含量与光谱特征波段之间做相关性分析,三种重金属都表现出了与光谱曲线的相关性,相关系数大部分都达到了0.5以上,最大相关系数为0.663,由于重金属种类和预处理方式的不同会导致相关性系数存在明显的差异。利用与土壤重金属相关性最大的特征波段建立三种重金属反演模型,并以反演模型r大小选择每种重金属的最优反演模型。由于重金属种类的不同,模型的选择也有差异,Cr和Zn一阶微分逐步回归为最佳反演模型,重金属As连续统去除法逐步回归为最佳反演模型。通过检验,三种重金属中Cr反演效果最好,RMSE为2.67,其次是Zn和As。对比当前不同检测手段可知,基于土样和光谱数据预处理的土壤重金属含量地物光谱仪高光谱反演是比较理想的。可为矿业废弃地土壤重金属高光谱反演提供参考。     

X射线荧光光谱法与电感耦合等离子体-原子发射光谱法联用测定土壤、水系沉积物、岩石中21种主、次和痕量元素

建立了X射线荧光光谱-电感耦合等离子体-原子发射光谱法(XRF-ICP-AES)联用技术测定土壤、水系沉积物和岩石中21种主、次和痕量元素的方法.采用复合熔剂熔融制样法,X射线荧光谱法测定其中的主量元素Al、Ca、Fe、Mg、K、Na、Si.熔融玻璃样片经(ψ)=10%(体积分数,下同)的HNO3超声波振荡提取,电感耦...