沉积物中重金属形态分析方法研究进展

介绍近年来国内外对沉积物中重金属的研究概况,以及重金属形态分离方法和监测方法的最新进展,对国内外常用的沉积物中重金属的形态分析提取方法如Tessier法、Forstner法和BCR法进行了比较,概述了重金属形态分离检测方法。     

连续萃取法研究海湾养殖区沉积物中重金属形态

以连续萃取法研究海湾养殖区沉积物中重金属(Cd, Cu, Pb, Zn)的形态,将重金属分离为酸溶态、还原态、有机质结合态、硫化物结合态和残渣态.分别采用基体匹配法和内标法消除高盐基体对电感耦合等离子体光谱法(ICP-OES)和质谱法(ICP-MS)分析结果的影响.对海洋沉积物标准物质分析结果表明,样品稀释后测定值与标准值一致.比较了本连续萃取法和BCR法对沉积物样品中重金属形态的提取结果,并考察了萃取剂的选择性.实验表明,本方法可用于有机质污染和富营养化环境沉积物中重金属形态分析,特别是有机质结合态和硫化物结合态的分析.     

土壤和沉积物重金属形态分析研究进展

人类社会的发展进程导致土壤和沉积物中的重金属含量远远超过背景值,具有严重的潜在威胁隐患。然而,由于重金属的流动性、毒性以及生物累积性会对环境造成深远影响,重金属形态分析已然成为环境研究的重要一环。目前最具代表性的形态提取方法为 Tessier 法和 BCR 三步法,上述方法为标准物质研制、重金属污染评估、生态修复以及生物有效性风险等问题提供了有效解决方案,但也有着各自的局限性。本文总结了目前常用的元素形态提 取分析方法,系统对比论证,讨论了重金属形态分析方法未来可能出现的问题和发展方向,以期为土壤及沉积物重金属污染研究提供思路与支撑。     

缺氧沉积物中重金属形态连续萃取方法的稳定性研究

考察了海水养殖区域缺氧沉积物中重金属形态连续萃取法萃取过程中溶液pH值、温度变化和胶体形成对形态分离结果的影响。结果表明,连续萃取法Step1萃取酸溶态时,萃取液pH值的轻微升高使Pb和Zn的萃取结果明显降低;Step2萃取还原态时,萃取液pH值明显升高对重金属的萃取结果影响很小;Step3萃取有机质结合态时,萃取液pH值的降低对重金属萃取结果影响较小（除Pb外）。由于连续萃取法中各步萃取反应的热力学过程不同,Step1和Step2萃取后溶液温度轻微升高而在Step3中溶液温度稍微降低,溶液温度变化（＜2.5℃）对重金属形态的影响很小。在Step1、Step2和Step4萃取过程中胶体的形成和存在,对萃取液Cd、Zn和Cu有明显的吸附影响;而在Step3萃取中萃取剂的分散作用有效控制了溶液中胶体的形成。因此采用连续萃取方法评价沉积物中的重金属形态时,控制萃取液pH值和胶体形成有利于提高萃取结果的稳定性和准确性。     

象山港沉积物对重金属Fe和Mn的吸附特征

对象山港不同站点的沉积物对重金属铁、锰的吸附特征进行了研究,考察了阳离子交换量、有机质含量对铁、锰的吸附能力的影响。吸附动力学实验表明,沉积物对铜和锌的吸附量随着铁、锰的初始含量增加而增大,但分别都在40 min和30 min左右达到吸附平衡;热力学实验结果表明,不同沉积物对铁、锰的热力学吸附过程符合Freundlich等温方程,各站点沉积物对铁的吸附能力由强到弱依次是S02,S25,S17,S10,S12,D03,D08,各站点沉积物对锰的吸附能力由强到弱依次是S02,S25,S17,S12,S10,D03,D08;影响因素实验表明,有机质的含量是影响沉积物对重金属铁吸附能力的主要影响因素之一,而沉积物对锰的吸附能力与阳离子交换量存在一定的关联性,有机质的含量几乎不影响沉积物对锰的吸附能力。因此,沉积物对重金属铁、锰的吸附系数K并不与其中单个理化性质有明显的相关性,这说明沉积物对铁、锰的吸附强度受多种沉积物理化性质控制。     

火焰原子吸收光谱法分析沉积物中重金属元素的形态

采用原子吸收光谱法研究了金沙江攀枝花段水系沉积物中重金属的形态及分布特征。研究发现,各重金属的形态以残渣态为主,离子交换态含量很少。同时说明原子吸收光谱法完全可以用来研究重金属形态特征,在环境研究中具有重要意义。     

海湾河口表层沉积物中重金属形态连续萃取方法的优化研究

采用单一萃取程序对建立的重金属形态连续萃取方法的萃取条件进行优化。分别以Ca和Mg、Fe、有机质(OM)和酸可挥发性硫(AVS)作为萃取剂释放酸溶态、还原态、有机质结合态和硫化物结合态等重金属目标形态的表征参量,考察萃取剂对相应目标形态的萃取能力和选择性。分别根据表征参量和重金属在萃取溶液中的含量变化确定最优萃取时间和萃取样液比。结果表明,优化萃取条件后,萃取剂对目标形态重金属均有很强的释放能力。酸溶态萃取剂对其它非残留态影响很小;还原态萃取剂除对酸溶态有少量提取外,对其它形态影响较小;有机质结合态萃取剂对硫化物结合态有少量萃取,对其它形态影响较小。硫化物结合态在酸溶态、还原态和有机质结合态之后萃取,避免了对这三种形态的影响。优化后的连续萃取方法对重金属形态有较好的选择性,可对海湾和河口表层沉积物中重金属的目标形态进行较为合理地分离和评价。     

河流沉积物中重金属来源分析方法研究进展

河流沉积物中重金属来源分析方法主要有元素形态分析法、剖面分析法、空间分布法、Pb同位素示踪法、多元统计分析法等.对各种方法的优缺点、适用条件和适用范围进行了对比.介绍了重金属来源分析方法的研究进展.     

水体沉积物中汞形态分析方法进展

文中对近年来汞的形态分析的发展作了评述.主要涉及色谱法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、电化学分析法、中子活化法及毛细管电泳法在汞形态分析中的应用(引述文献32篇).     

微波消解-石墨炉原子吸收法测定沉积物中重金属的全量及形态

优化了微波消解沉积物样品前处理方法,选择了HNO3-HF体系。以沉积物标准物质(GBW07436)为参照对象,选用HNO3-HF微波消解提取重金属全量,采用BCR三步法提取重金属形态,建立了石墨炉原子吸收光谱法(GFAAS)测定As,Cd,Pb,Cr,Cu,Mn,Zn,Ni,Co 9种重金属全量及形态的方法。结果表明,重金属全量测定结果误差为-4.58%~7.33%,BCR形态结果误差为-7.9%~11.6%,符合质控误差范围要求。各重金属形态之和提取率为88.96%~109.36%。对于含多种重金属的沉积物样品,微波消解-GFAAS分析可作为其重金属形态与总量研究的一种分析手段。     

重庆都市圈土壤重金属元素形态分析

选取重庆市表层土壤样品,采用Tessier A连续提取法研究了土壤中Hg、Cd、Cr、Cu、Zn、Ni等6种重金属元素进行形态分析。结果表明,在该区域表层土壤中Cd以离子交换态为主,其余的重金属元素均以残渣态为主,说明Cd较活泼,对环境有潜在的影响力,Hg、Cu、Zn、Ni、Cr相对比较稳定。     

Speciation of Heavy Metals in Sewage Sludge and Sludge-Amended Soil

Abstract

The presence of heavy metals in sewage sludge restricts their agricultural use. Sequential extraction procedures may provide an assessment of the mobility of these elements in sludge and sludge-amended soil, and may help to predict the release of metals in soil solution. Nevertheless, the “phases” in which an element occurs are operationally defined and it is necessary to standardize a procedure in order to allow the comparison of result from different laboratories.     

重金属形态连续萃取法对沉积物矿物相态的影响

采用X-射线衍射法(XRD)对海水养殖区沉积物中重金属形态的连续萃取法进行了考察,并与BCR法萃取能力进行了比较.根据XRD分析结果,连续萃取法和BCR法的非残留态萃取对其结合矿物有较强的提取能力,对残留态的结合矿物影响很小.相比BCR法,连续萃取法的可还原态萃取对其所结合的铁氧化物矿物溶解释放能力较强,对弱酸提取态的...     

废旧电池中的重金属对人体的危害

讨论了废旧电池对环境的致毒作用和对人体健康的危害，介绍了废旧电池中重金属在生物体中的吸收、转化、分布、作用部位及毒性，指出人类社会的可持续性发展与自然生态循环的协调一致要求从源头上制止污染，而不是在术端治理污染，即从根本上改变人类的物质生活方式，重新回到生态系统的框架之内。     

Chemical Speciation and Fractionation in Soil and Sediment Heavy Metal Analysis: A Review

Abstract

Today it is generally recognized that the particular behaviour of trace metals in the environment is determined by their specific physicochemical forms rather than by their total concentration. Several chemical speciation and fractionation methods for heavy metal analysis in soils and sediments have been and are still being developed and applied. They primarily are intended to understand the particular environmental behaviour of metals, present in a variety of forms and in a variety of matrices.

Analytical developments, modifications of existing methods, and recent new approaches are reviewed and discussed. Techniques used include chemical extractions, ion-exchange/gel chromatography, filtration, centrifugation and sieving, selective solvent extraction.

Moreover, the application of these various techniques in different research fields over the last years is explored. The value and the limitations of speciation and fractionation techniques applied in specific experimental work is outlined. It is discussed to what extent these methods have, up to now, filled in the expectations or have been satisfactory in particular applications.     

大气颗粒物中重金属生态风险评价与源解析

用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）分析厦门市大气TSP中重金属含量,研究大气重金属生态风险和来源。结果表明,各功能区大气TSP日均质量浓度范围为192-326μg/m3;TSP中各重金属含量空间分布差异较大,含量由高到低分别为：工业区,交通区,居住区。富集因子显示,Cd和As在3个功能区的富集程度极高,Cu在3个功能区也有不同程度的富集,Sr和Mg在居住区和交通区存在一定程度的富集。潜在生态风险评价表明,重金属潜在生态风险程度由高到低的顺序为：Cd,As,Cu,Pb,Co,Ni,Cr,V,Mn,Ti,三个功能区综合潜在生态风险程度极高,由高到低顺序为：居住区,交通区,工业区。多元统计分析结果表明,重金属主要来源于自然和人为扬尘、工业活动以及交通和燃烧排放,贡献率分别为43.56%、26.19%和17.12%。     

ICP-MS法测定亚热带水果中的重金属含量

用电感耦合等离子体质谱(ICP–MS)法测定亚热带水果中Pb,Cd,As,Hg元素的含量,对实验条件进行优化,样品用微波消解法进行预处理,用Bi,In,Ge作内标校正基体干扰和漂移。Pb,Cd,As的线性范围为0.0～20.0ng/mL,Hg的线性范围为0.0～2.0 ng/mL,线性相关系数均为0.999 9。Pb,Cd,As,Hg元素的检出限分别为0.027,0.008,0.011,0.051 ng/mL,测定结果的相对标准偏差(n=6)在3.63%～5.72﹪之间,加标回收率为90.2%～102.0%。用该法测定茶叶、大米和小麦3种国家标准物质,测定结果均在标称值范围内。