环境化学开放性实验设计:重金属污染土壤的化学淋洗*

介绍了一个开放性环境化学实验。该实验以被重金属污染的土壤为研究对象,分别使用稀盐酸、乙二胺四乙酸、氯化钙为淋洗剂,对其进行化学淋洗修复。通过电感耦合等离子体光谱仪分析比较修复前后土壤中铅、镉的含量,用以帮助学生加深理解配合/螯合作用、酸-碱反应、离子交换反应、胶体的性质、土壤重金属形态、土壤性质与组成等相关环境化学知识。实验所用的土壤样品由学生自选,不同类型土壤的理化性质影响淋洗效果,从而增加了实验结果的不确定性。本实验贴近学科前沿且联系工程实际,可激发学生独立思考和探索精神,提高学生的科研能力与解决复杂问题的能力。     

固相萃取/气相色谱-质谱法对土壤中有机氯农药的分析及基质效应研究

建立了一种固相萃取/气相色谱-质谱法同时测定土壤中23种有机氯农药的方法,并研究了不同基质效应补偿方式。土壤样品经正己烷∶丙酮(体积比1∶1)提取,弗罗里土小柱净化,采用气相色谱-质谱仪检测。结果发现7种有机氯存在中/强程度的基质效应;在10 mL二氯甲烷∶正己烷(体积比1∶9)+10 mL丙酮∶正己烷(体积比1∶9)为固相萃取的洗脱剂,且脉冲压力为275.8 kPa条件下,可将23种有机氯的基质效应均控制在20%以内。23种有机氯农药在0.4～10μg·mL~(-1)质量浓度范围内线性良好,相关系数(r~2)均不小于0.999 2,检出限为1.0～8.6μg·kg~(-1),定量下限为4.0～34.4μg·kg~(-1);在20、60、100μg·kg~(-1)3个加标水平下空白土壤中的平均回收率为46.3%～127%,相对标准偏差(n=6)为0.68%～15%。采用该方法在某土壤样品中检出α-六六六、γ-六六六、p,p′-DDE、异狄氏剂醛、p,p′-DDT 5种有机氯农药。     

高效液相色谱–串联质谱法同时测定土壤中8种杀菌剂残留

建立高效液相色谱-串联质谱法同时测定土壤中戊唑醇、腈菌唑、腈苯唑、氟硅唑、三唑酮、丙环唑、烯唑醇、苯醚甲环唑8种杀菌剂残留量的方法。采用QuEChERS样品前处理方法对土壤样品进行提取、净化和富集,用电喷雾离子源、正负离子扫描,以多反应监测(MRM)模式进行定性和定量分析。在优化的实验条件下,8种杀菌剂的质量浓度在0.01~0.50 mg/L范围内与色谱峰面积均成良好的线性关系,相关系数均大于0.995,方法检出限为0.005~0.010 mg/kg。样品平均加标回收率为85.6%~102.2%,测定结果的相对标准偏差为4.6%~13.2%(n=5)。该方法操作简便,灵敏度和准确度高,满足土壤中戊唑醇等8种杀菌剂残留量的测定要求。     

冶炼厂烟囱降尘农田土壤重金属含量及潜在生态风险评价

摘要：为了研究冶炼厂下风向烟囱降尘对农田土壤重金属污染影响程度,以济源市某一冶炼厂工业烟囱下风向降尘覆盖农田土壤为研究对象,依次对距离该厂烟囱大约为750m-3000m的7个农田研究区（P1-P7）土壤中重金属（Hg、As、Pb、Cd、Cu、Zn、Ni、Cr、）含量进行污染状况分析,采用了单项潜在生态风险指数法和综合潜在生态风险指数法对冶炼厂下风向烟囱降尘土壤中重金属的潜在生态风险进行评价。结果表明：在3 km2研究区域范围内,距离冶炼厂越近土壤重金属含量越高,Pb、Cd为重度污染,超过了《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》（GB15618-2018）农用地土壤污染风险管制值的1.2倍,距离冶炼厂烟囱下风向P1区土壤中重金属As、Pb、Cd、Cu、Zn超过土壤环境质量农用地土壤风险筛选值,Cd 在浓度值均超过农用土壤污染风险管制值1.8倍,As元素平均浓度值超农用土壤污染风险管制值1.7倍,Pb、Cu和Zn污染较严重,Cd、Hg对综合指数（RI）贡献值较大分别为68.63和22.4。单项潜在生态风险指数评价结果显示Cd存在极严重的潜在生态风险,Pb、Cu存在较严重潜在生态风险,冶炼厂下风向土壤中综合潜在生态风险指数评价显示,冶炼厂下风向降尘土壤重金属具有较强的生态风险。     

成都平原典型地区水果-土壤重金属污染特征研究

为摸清成都平原土壤-水果系统中重金属污染水平和富集特征,通过对成都平原典型地区333个水果作物及其根部表层土壤中Hg、As、Pb、Cd、Cu、Cr和土壤理化指标的测定,结果表明：（1）研究区土壤养分整体呈现出有效磷和碱解氮较丰富,有机质和速效钾较缺乏的特征,可通过增施有机肥、地面覆草、施用绿肥等方式提升土壤肥力水平。（2）研究区土壤重金属存在部分点位超标,以Cd的超标率最高。土壤重金属单因子评价污染等级为清洁,土壤综合污染指数评价污染等级为中度污染,其主要贡献为Cd。研究区重金属存在一定程度的富集,Cd和Hg的污染指数高,潜在生态风险强,应重点关注土壤Cd污染和Hg含量水平的增加趋势,将Cd污染作为下一步土壤风险管控和修复治理的重点目标。（3）研究区水果Pb、Cd的超标率分别为5.7%、7.8%,不同水果Pb、Cd的超标率差异显著,草莓Cd的超标率最高。研究区水果中重金属未对成人构成非致癌健康风险,而水果中的As和Cu对儿童构成了非致癌健康风险,As和Cu对水果重金属非致癌总指数的贡献超过70%,应特别关注水果中As和Cu的管控,以免造成较大的食源性危害。（4）重金属在水果与土壤中的含量水平关联性较低,水果中重金属的含量与水果富集重金属的能力关联度极高,应进一步查明水果重金属与土壤重金属形态的关系,并结合调整水果种植结构、筛选重金属低积累水果品种等方式降低水果重金属的健康风险。     

气相色谱-质谱联用法同时测定动物尿液中克伦特罗和沙丁胺醇

建立了尿液中克伦特罗和沙丁胺醇同时测定的GC-MS方法. 尿液在碱性条件下以异丁醇提取后, 用Waters Oasis MCX小柱净化, 吹干后用BSTFA进行硅烷化衍生, 采用GC-EI-MS法, 选择离子方式采集数据. 结果表明, 克伦特罗和沙丁胺醇的线性范围为0.002～1.00 mg/L, 相关系数分别为0.9993和0.9985, 方法检出限可达0.5 μg/L (S/N=10). 尿液中克伦特罗和沙丁胺醇的回收率分别为75.9%～89.2%和73.6%～89.5%, 相对标准偏差(RSD)均不大于10%.     

石墨炉原子吸收光谱法测定土壤中铅量的测量不确定度评定

通过石墨炉原子吸收光谱法对土壤中的铅量进行了测定,对影响测量结果的不确定度分量进行了量化的计算.从而得出影响铅量测量不确定度的主要因素是测量样品消解液中的铅的质量浓度引起的不确定度.     

城市土壤不同颗粒中重金属的分布及其对人体吸入重金属的影响

采集了9个不同质地的城市土壤,按颗粒大小分为6个粒级,分别测定了4种重金属(Cu、Cd、Co和Pb)的全量和有效态含量。结果表明,细颗粒中重金属有明显的富集,其中<0.002 mm粒组的重金属含量约为土壤的1.57~13.95倍。有效态重金属占其总量的比例一般是0.250~0.125 mm和0.125~0.050 mm粒组高于其它粒组。质地对重金属在不同颗粒中的分配有很大的影响;虽然重金属含量一般是质地较黏的土壤高于质地不黏的土壤,但砂质土壤中细颗粒组分中的重金属的含量却一般要高于黏质土壤的相应粒组。因此,在相同的重金属含量条件下,砂质土壤对人体的潜在影响要远高于黏质土壤。     

碱消解-火焰原子吸收光谱法测定土壤中六价铬

建立了碱消解-火焰原子吸收光谱法测定土壤中六价铬的方法.讨论了pH值对六价铬测定的影响.干扰实验的结果表明同等含量的三价铬对六价铬测定无干扰.实验对比了无背景校正、氘灯背景校正、塞曼背景校正三种工作方式,分别对低、中、高三个水平土壤六价铬标准物质进行了测定,结果表明,低含量的土壤样品用塞曼背景校正方式测定的结果更准确,...     

火焰原子吸收光谱法测定土壤中有效态Cu、Zn、Fe和Mn

用稀HCl溶液提取土壤中有效态Cu、Zn、Fe和Mn,采用原子吸收光谱法测定其含量.样品加标回收率为93.0%-102.4%,相对标准偏差小于5.0%.该方法简便、快速,灵敏度高,检出限低,干扰小,结果令人满意.