利用ICP-MASS研究有机培肥土壤重金属淋溶特征

以下辽河平原11年长期定位试验为平台,采用原状土柱淋溶实验,通过比较不同用量有机肥处理土壤重金属积累情况及其淋溶特征,探讨了雨养农业条件下有机培肥措施对土壤表层重金属（Cu,Zn,Cd和Cr）积累的影响,阐述了重金属在土壤表层(0～20 cm)中的积累特征明确了重金属元素的淋溶特点和垂直迁移规律(0～60 cm)。研究表明,随着有机肥用量增加,表层土壤中Cu,Zn,Cd和Cr的含量都随之升高,积累速度为Cd＞Cu＞Zn＞Cr。根据中国土壤环境质量标准(GB15618-1995),即使施入50 t·ha-1有机肥料,也未造成表层土壤Cr, Cu和Zn的污染,其中Cr仍符合Ⅰ类土壤质量标准,而Cu和Zn符合国家Ⅱ类土壤质量标准,但对Cd而言,此时表层土壤含量已接近国家Ⅲ类土壤质量标准阈值,存在较大风险,应引起足够重视。土柱淋溶实验表明,只有个别淋溶液Cu和Cd浓度属于国家Ⅲ类水质量标准（GB/T14848—93）,其余均符合国家Ⅱ类及以上水质标准,且所有淋溶液Cr的含量都符合国家Ⅰ类水质标准,表明在下辽河平原,即使有机肥使用量达到50 t·ha-1时,仍未对地下水构成任何风险。另外,淋溶液中的重金属含量均随土层深度增加呈现下降趋势(Cr除外),表现出重金属不易下移的特点,但相对而言,Zn和Cr向深层土壤淋溶能力较强,Cu和Cd则更易积累在表层土壤。     

应用ICP-MS和AFS测定含磷肥料中重金属含量

肥料的投入是土壤重金属累积的重要污染来源之一,研究肥料中重金属的含量对于农产品的安全生产意义重大。为了调查我国市售含磷肥料中重金属含量状况,在部分省份农资销售点采集了159个含磷肥料样品,包括国产和进口的。应用ICP-MS和AFS分析测定了含磷肥料中Cd,Cu,Zn,Cr,Pb,Ni,As和Hg八种重金属元素的含量。结果表明,采集的含磷肥料中含有一定量的重金属元素,Cd,Cu,Zn,Cr,Pb,Ni,As和Hg的均值分别为0.77,35.6,102.7,24.1,16.6,15.4,19.4和0.08 mg·kg-1肥料。以P₂O₅为基础计算,Cd,Cu,Zn,Cr,Pb,Ni,As和Hg的均值分别为4.48,258.4,767.4,190.0,151.3,134.5,155.8和8.79 mg·kg-1 P₂O₅。所有检测样品中,只有一个磷酸一铵样品中As超标,一个进口的磷酸二铵样品中Cd超标,其余样品中重金属含量都符合肥料中砷、镉、铅、铬、汞生态指标要求(GB/T 23349-2009)。分析了13个进口肥料样品中重金属含量,重金属Cd的含量范围为0.02～27.2 mg·kg-1肥料,均值和中位值分别为3.20和0.41 mg·kg-1肥料。进口肥料中Cu,Cr和Hg高于国产肥料,均值分别为39.4,26.6和0.47 mg·kg-1肥料。     

利用ICP-AES测定不同施肥制度下玉米中Mn和Zn浓度与分配

通过长期定位试验和室内ICP-AES分析测试,研究了不同施肥模式下作物体内Mn和Zn浓度与含量的变化。结果表明:(1)NPKM和NPK处理玉米体内Mn浓度显著高于M和CK处理;秸秆中Zn浓度CK最高,NPKM处理最低,各处理籽实中Zn浓度无显著差异。(2)玉米收获物中Mn和Zn含量随产量增加而提高,且与秸秆产量相关性优于籽实产量。(3)绝大部分Mn和近一半的Zn集中在秸秆中,且均衡施肥与有机无机配施有利于改善Mn和Zn在玉米体内分配,提高养分利用效率;采用秸秆还田等养分循环再利用措施,可实现农田微量元素可持续利用。     

电感耦合等离子体质谱法测定城市污泥中重金属的活性形态

以沈阳北部、满堂河、仙女河三个污水处理厂的污泥为研究对象,选择水、醋酸和不同极性的有机溶剂对其进行浸提分离,采用ICP-MS测定了污泥中主要污染的重金属元素各活性形态的含量,并探讨了Cr,Cu,Zn,Cd和Pb随环境条件的改变其活性形态含量的变化规律及其影响因素。结果表明：城市污泥中重金属的醋酸浸提态含量较高,水溶态含量较低,二者随时间和温度条件的变化呈一致的规律性,有机浸提态重金属的含量与溶剂极性大小呈正相关性。醋酸浸提态重金属在迁移转化过程中具有较大活性,同一形态重金属的活性次序为：水溶态Zn＞Cu＞Cd＞Pb＞Cr,醋酸浸提态Cd＞Cr＞Cu＞Zn＞Pb,有机浸提态Pb＞Cd＞Cr＞Cu＞Zn。     

原子吸收光谱法测定铁路岩石边坡土壤中重金属含量

铁路岩石边坡土壤中重金属含量直接关系到铁路岩石边坡生态系统以及周边农田生态系统的环境安全。应用原子吸收光谱法检测了途经四川省紫色土丘陵区的成达铁路岩石边坡土壤与对照土壤中Pb, Cd, Zn, Cu, Mn等多种重金属元素的含量。结果表明：铁路岩石边坡土壤中重金属元素Pb和Mn的含量比对照土壤增加明显,增加幅度高达29.7%～35.4%;但重金属元素Cd, Zn, Cu在铁路岩石边坡土壤与对照土壤之间差别并不明显。     

化学氮肥有机替代条件下黑土DOC荧光光谱特征

有机无机肥配施是实现土壤培肥、减少无机肥施用的有效措施。为探讨黑土区有机肥替代无机肥(氮肥)对土壤溶解性有机碳（DOC）含量及结构的影响,本研究采用有机肥不同比例替代化学氮肥,分析土壤DOC的含量及荧光光谱特征。结果表明,M(100%有机替代化学氮肥)处理土壤DOC显著高于其他处理,其含量为325.97 mg·kg-1。与CK(不施肥)处理相比,各施肥处理荧光峰各波长均有不同程度蓝移,各处理土壤DOC的荧光指数(FI)分布在1.54~1.59范围内,腐殖化指数(HIX)均小于0.85,表明DOC来源受自生源和陆生源共同作用的影响,土壤腐质化程度均较低。平行因子分析法分析识别出3个荧光组分,分别为2个腐殖质类组分（富里酸类物质和腐殖酸类物质) 及1个类蛋白组分(类酪氨酸蛋白质物质)。各施肥处理3个组分荧光强度均高于CK处理,其中M和M₂N₂(25%有机替代化学氮肥)处理下土壤DOC总荧光强度较高,C3组分荧光强度以M₂N₂处理最高,土壤DOC中3个有机组分的相对比重以荧光组分C1最高,接近50%,表明该地区土壤中小分子物质占有较大比例,施肥能够提高土壤腐质化程度,有利于土壤DOC固定,合理的有机肥配施化学氮肥能增加DOC的有效性,提升土壤供肥能力。     

高脂组和正常组兔肝脏组织中Zn,Fe,Cu,Mn,Cr,Pb和Cd含量测定和对比分析

讨论实验性动脉粥样硬化兔肝脏组织中Zn,Fe,Cu,Mn,Cr,Pb和Cd含量的变化.采用高脂饮食复制兔动脉粥样硬化模型,获取肝脏,用HNO3-H2O2混合液微波消解样品,采用原子吸收光谱法测定肝脏组织中Zn,Fe,Cu,Mn,Cr,Pb和Cd的含量.正常组肝脏组织Zn,Fe,Cu,Mn,Cr,Pb和Cd含量分别为137.6,362.3 14.39,9.599 mg·kg-1和159.3,355.0,290.0μg· kg-1,高脂组肝脏组织Zn,Fe,Cu,Mn,Cr,Pb和Cd含量分别为86.09,277.1,11.07,5.366 mg·kg-1和115.2,286.0,210.5 μg·kg-1.高脂兔肝脏Zn,Fe,Cu,Mn,Cr,Pb和Cd含量降低,可能与食物摄取和脂蛋白代谢异常有关.     

罗布泊“大耳朵”地区L07-11剖面沉积物重金属赋存形态研究

罗布泊“大耳朵”地区具有典型的干盐湖特征,研究该地区重金属形态分布特征,对丰富干盐湖重金属地球环境化学资料具有重要意义。首次以罗布泊“大耳朵”地区L07-11剖面沉积物中重金属Cd,Pb,Ni,Cu为研究对象,利用Tessier连续提取法对沉积物中重金属Cd,Pb,Ni,Cu的五种赋存形态进行提取,并用火焰(AAS-990)原子吸收分光光度法和石墨炉(GF-990)原子吸收分光光度法对其进行检测,并做了相关性分析。结果表明：L07-11剖面沉积物中Cd浓度的变化范围在1.10～2.54 mg·kg-1;Pb浓度的变化范围在9.18～20.02 mg·kg-1;Ni浓度的变化范围在9.88～17.15 mg·kg-1;Cu浓度的变化范围在4.43～21.11 mg·kg-1;有机质的变化范围在8.71～54.72 g·kg-1。这四种重金属的生物有效态占各重金属总含量的比例大小顺序为: Cd＞Pb＞Cu＞Ni,其中Pb和Cd主要以可交换态(包括水溶态)形式存在;Ni主要以残渣态形式存在;Cu以铁锰氧化物结合态和残渣态存在的比例较大。表层沉积物中四种重金属的有效态含量均超过了80%,除重金属Cu外,其余3种重金属可交换态含量均超过60%。重金属Cd和Pb具有较高的二次释放潜力,各重金属与沉积物中有机质之间存在一定的相关性。结果揭示了罗布泊“大耳朵”地区L07-11剖面沉积物中重金属Cd, Pb, Ni, Cu各赋存形态的分布特征,为了解该地区Cd, Pb, Ni, Cu的地球化学特征及分布状况提供了基础资料。     

铅锌矿区土壤重金属的EDXRF分析

铅锌矿区及附近土壤由于受铅锌矿开采和选冶影响,受到普遍污染,Pb和Zn含量高,浓度范围宽。由于谱线重叠,高含量Pb严重干扰As的测定。同时高含量Pb和Zn的土壤标样缺乏。针对以上3个问题,该工作研究探讨了有效解决途径,建立了铅锌矿区土壤重金属Pb,As,Cd,Cu和Zn等的EDXRF分析方法。所建方法的可测量浓度,Pb为4.4～23 600 μg·g-1,Zn为7.0～39 400 μg·g-1,方法检出限分别为1.1和0.9 μg·g-1,平均相对误差分别为7.6%和6.2%。     

绒柄牛肝菌微量元素含量测定及相关性分析

采用ICP-AES法测定了绒柄牛肝菌中11种微量元素含量.结果显示,Mg和Fe含量最高(＞100mg·kg-1),Mn,Zn,Cu含量较高(＞10 mg·kg-1),Cr,Pb,Ni,Cd,As含量较低(＞0.1 mg·kg-1),Hg含最最低(＜0.1 mg·kg-1).所测定的元素中,Zn和Cu存在显著正相关(P＜...     

淮河流域某镇农业土壤重金属含量特征及污染评价

通过野外采样和实验室分析,对淮河流域某镇农业土壤中Cd,Cr,Cu,Ni,Pb和Zn等六种重金属的含量特征进行了研究,并利用富集因子法、地累积指数法和潜在生态风险指数法对各种重金属的污染状况进行了评价。结果表明,研究区农田土壤中Cd和Cu的质量分数平均值分别为0.113 5和22.09 mg·kg-1,超过了安徽省土壤重金属背景值0.097和20.4 mg·kg-1,其余四种重金属的平均值均未超过安徽省土壤重金属背景值。地累积指数法和潜在生态风险指数法的评价结果一致表明,研究区域土壤中六种重金属污染程度最强的为重金属Cd,部分采样点土壤中的Cd对于生态系统存在轻微的风险,其他五种重金属均未对采样点生态系统造成风险。整个研究区域土壤属于轻度综合潜在生态风险程度。     

通辽地区污灌区土壤重金属污染状况的调查与评价

对内蒙古东部通辽市污水灌溉区的土壤进行了采样,用电感耦合等离子体-质谱法(ICP-MS)分析了土壤中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd 5种元素的含量.根据GB15618-1995土壤环境质量标准对检测结果进行了单因子分析与评价,结果表明,调查区内重金属元素污染较轻,只有孔家区Cr、Cd的含量超标.     

黄河甘宁蒙段表层沉积物中重金属元素含量及其形态分析

到目前为止,关于水环境中重金属浓度和形态分布的研究有许多报道。但是关于黄河上游,特别是对黄河甘宁蒙段区域重金属的研究报道仍需进一步深入。在相关研究工作的基础上,使用HR-ICP-MS和BCR连续提取法主要对2011年丰水期黄河甘宁蒙段12个采样点表层沉积物Cd,Pb,Cr,V,Co,Ni,Cu和Zn重金属元素的含量,形态和潜在风险进行测定与分析。结果表明：所有采样点各重金属元素含量顺序相同：Cr>V>Zn>Cu>Ni>Pb>Co>Cd,与各采样点所在区域土壤中背景值相比,S5采样点Cd元素的含量水平最高(1.30 μg·g-1) 约为背景值(0.103 μg·g-1)的13倍。通过I_geo对重金属进行污染评价,结果显示S5采样点Cd元素为强污染水平(I_geo=3.08),内蒙古段四个采样点(S1—S4)Cd表现为中强度污染水平,I_geo位于2.02~2.90之间;此外,富集因子(EF)评价结果发现,研究区域表层沉积物中八种重金属均受到人为活动的污染。根据潜在生态风险指数(RI)结果,S5和S3采样点为高生态风险,其他采样点为中等生态风险。BCR连续提取法结果显示Cd的有效性最高,其次为Co和Ni,V和Cr有效性最低。根据形态分析风险评估准则 (RAC),Cd在S1—S4采样点有高风险,在S5采样点有很高风险;而对于Ni和Co来说,12个采样点中均表现为中等风险。研究结果和结论可为相关政府部门提供重要的研究信息。     

基于XRD与SEM研究风淬渣微粉用于重金属污染土壤的修复机理

钢渣是冶金工业中产生的主要固体废弃物,其产量约为每年粗钢产量的15%~20%。由于技术的局限,导致我国钢渣利用率较低,仅为年钢渣产量的10%,同时加之管理制度的不健全,导致钢渣大量露天堆放,对土地资源、地下水源,以及空气质量形成严重影响。面对上述问题,利用钢渣开发一种价格低廉的固化药剂用于重金属污染土壤的修复,既是冶金固体废弃物可持续发展的重要途径之一,也是大幅降低重金属污染土壤修复成本的重要途径之一。该研究创新性是用风淬渣微粉作为固化药剂对含有Cd,Cu,Pb,Ni和Zn的重金属污染土壤进行修复。研究了风淬渣粉磨时间、风淬渣微粉掺量和养护时间对修复重金属污染土壤效果的影响。利用激光粒度分析仪测试风淬渣微粉的粒度分布、比表面积与孔隙度吸附仪测试风淬渣微粉的孔结构、扫描电子显微镜测试风淬渣微粉-重金属污染土壤混合物的微观形貌、X-射线衍射仪测试风淬渣微粉的矿物成分,分析风淬渣微粉修复重金属污染土壤的机理。结果表明,风淬渣的性质安全,对生态环境不存在污染,可以用于修复重金属污染土壤的固化技术。当风淬渣粉磨时间为100 min、风淬渣微粉掺量为20%、养护时间为14 d时,风淬渣微粉对重金属污染土壤中Cu,Cd,Ni,Zn和Pb的固化效果均达到91%以上。随着风淬渣粉磨时间的延长,风淬渣微粉的粒径尺寸减小、粒度分布趋向均匀。风淬渣的多孔结构破坏、比表面积提高,有利于提高风淬渣微粉对重金属污染土壤的修复效果。随着风淬渣微粉掺量的增加,风淬渣微粉形成的水化凝胶（C-S-H）数量增加,有利于提高风淬渣微粉包裹重金属污染土壤的效果,以达到固化重金属污染土壤中Cd,Cu,Pb,Ni和Zn的目的。风淬渣微粉对固化重金属污染土壤中Cu,Cd,Ni,Zn和Pb具有选择性,在不同养护时间下,重金属分别以Cd₂SiO₄,Cu(OH)₂·2H₂O,PbCO₃,3Ni(OH)₂·2H₂O,Ni₂SiO₄,Zn(OH)₂和Zn₂SiO₄形式存在。     

ICP-OES研究黄河三角洲贝壳堤岛土壤中有效态重金属的含量与空间分布特征

采用电感耦合等离子体发射光谱法高效、快速地测定了黄河三角洲贝壳堤岛土壤中重金属As,Cd,Cu,Fe,Hg,Mn,Pb,Se和Zn的有效态浓度,研究了它们在贝壳堤岛土壤中的空间分布特征,并对土壤中有效态重金属的分布规律、影响因素及保护区土壤环境状况进行了分析。结果表明：黄河三角洲贝壳堤岛土壤样品中9种有效态重金属的含量除镉(Cd)和汞(Hg)稍高外,其余均远远低于国家土壤环境质量标准中的一级背景含量,贝壳堤岛土壤整体处于清洁水平。从水平分布来看,由于背海侧受人类干扰较多,且海水淋洗较少,七种重金属(As,Cd,Cu,Fe,Mn,Pb,Zn)有效态含量背海侧明显高于向海侧,且呈显著差异(p≤0.05)。从纵向土壤剖面分析,受土壤机械组成、人为取沙和地形与水流方向的影响,有效态重金属浓度平均值随剖面样品中<0.5 mm粒径土壤颗粒所占比例的增加而增加,随>0.5 mm粒径土壤颗粒所占比例的增加而减小;贝壳堤岛土壤中的重金属有向下运动的趋势,大部分有效态重金属含量的最大值都位于表层以下各层,但各层重金属含量整体上变化不大。贝壳堤岛土壤中重金属As,Cd,Cu,Fe,Pb,Zn可能有大致相同的来源,而与Hg,Mn和Se的来源不同。综合来看,黄河三角洲贝壳堤岛土壤环境未受到明显外源污染,贝壳堤岛土壤中有效态重金属主要来源于土壤母质滤食性贝类对海水中重金属的富集、风化过程中土壤颗粒对环境中重金属的吸附,以及外源工业区重金属污染物的迁移转化。     

HR-ICP-MS研究丰水期黄河甘宁蒙段过滤水和悬浮物中重金属的含量特征和污染评价

为研究黄河甘宁蒙段丰水期过滤水和悬浮物中重金属的含量特征及污染状况,采用高分辨电感耦合等离子体质谱仪(HR-ICP-MS)对黄河甘宁蒙段昭君浮桥 (S1)、包头浮桥(S2)等10个采样点过滤水中六种重金属(Cd, Pb, Cr, As, Cu和Zn)及悬浮物中九种重金属(Cd, Pb, Cr, Ni, Cu, V, Co, Zn和Mn)的含量特征、污染评价和源分析进行研究。结果表明：(1)过滤水中只有Cr元素含量在所有采样点超出《地表水环境质量标准》(GB3838—2002) 的标准限值,且在10个采样点中均为最高(74.8～94.7 μg·L-1);单因子指数(I_i)评价结果表明除包头浮桥(S2)未受总氮(TN)污染外,其余采样点水质均受Cr元素和TN污染;内梅罗综合指数法(I)得出所有采样点的I值均在1～2之间(轻污染程度),表明黄河甘宁蒙段水质,尤其是下游段(S1～S6)已不是生活饮用水、水产养殖等的理想水源。(2)悬浮物中Ni含量(34.7 μg·L-1) 只在玛曲点(S10)低于中国土壤元素背景值(35.2 μg·L-1),在其余点均高于背景值,而其余八种元素在10个采样点的含量均高于背景值;地累积指数法(I_geo)结果表明九种元素中Cd元素的I_geo值(0.452～2.89)在10个采样点中均为最高值,且在昭君浮桥(S1)、包头浮桥(S2)、乌海(S5)和东大沟入黄河口(S8)这四个采样点处达到中污染-重污染程度,其余八种元素在各采样点的I_geo值均小于1,为无污染或无污染-中污染程度。研究结果为全面研究该流域重金属分布、迁移及有效保护提供可信的实验数据。     

ICP-MS在水库水源地重金属污染健康风险评价中的应用

对辽河流域水库饮用水源地水样中重金属元素(Cr, As, Cd, Cu, Zn和Pb)浓度进行了调查研究,并采用美国环保署推荐的健康风险评价模型对水库中重金属污染做了初步的健康风险评价。结果表明,辽河流域5个水库中6种重金属元素Cr,Cu,Zn,As,Cd和Pb的平均浓度分别为3.36, 1.03, 2.70, 1.23, 0.02, 0.03 μg·L-1,均未超过国家生活饮用水卫生标准(GB 5749—2006)。健康风险评价结果表明,研究区域的金属致癌风险较高,致癌重金属的健康风险大小依次为Cr>As>Cd。其中,水库中Cr元素致癌风险最高,成人和儿童分别为4.50×10-5~7.53×10-5和6.29×10-5~1.05×10-4 a-1。非致癌重金属引起的健康风险值为10-13~10-10 a-1,均在国际辐射防护委员会(ICRP)所规定的可接受范围内,健康风险大小为Cu>Zn>Pb。重金属总健康风险成人为1.07×10-4~1.72×10-4 a-1,儿童为1.49×10-4~2.40×10-4 a-1,均超过ICRP推荐的5×10-5 a-1。辽河流域饮用水源地致癌重金属的风险明显高于非致癌重金属。     

ICP-AES测定邻苯二甲酸氢钾-氢氧化钠作用下土壤中重金属全量及形态分析

空白土壤作为质量控制样品,采用邻苯二甲酸氢钾-氢氧化钠进行处理土壤样品为对照,用HNO₃-HF-HClO₄混酸对土壤样品进行消化,运用等离子体发射光谱仪(ICP-AES)测定了提取处理后土壤样品中Mo, Pb, As, Hg, Cr, Cd, Zn, Cu, Ni的全量以及酸可提取态、氧化物结合态、有机结合态三种化学形态的含量。获知不同pH的邻苯二甲酸氢钾-氢氧化钠缓冲溶液对土壤中重金属全量及形态转化作用的影响。结果表明：除Pb和Zn外,投加不同pH邻苯二甲酸氢钾-氢氧化钠缓冲溶液对土壤中重金属全量的消解和测定有促进作用。邻苯二甲酸氢钾-氢氧化钠缓冲溶液对土壤中Cr, Cu, Hg, Pb的酸可提取态、对土壤中As, Hg, Pb, Zn的氧化结合态、对土壤中As和Hg的有机结合态的转化有促进作用。在pH 5.8时,Cu和Hg的酸可提取态的含量最大值分别为2.180和0.632 mg·kg-1;在pH 6.2时,Pb的氧化结合态的含量最大值为27.792 mg·kg-1;在pH 6.0时,Hg的有机结合态含量最大值为4.715 mg·kg-1。