利用体外方法评估不同淋洗剂对土壤中砷的淋洗效果及其健康风险

土壤砷污染已成为我国严重的环境问题,淋洗法是修复土壤砷污染较为有效的手段之一。文中以砷污染土壤为研究对象,运用2种环境友好的淋洗剂KH2PO4和草酸进行振荡淋洗实验,探究两种淋洗剂对不同砷污染土壤的淋洗效果,在此基础上,通过2种不同的体外方法 (physiologically based extraction test,PBET;in vitro gastrointestinal,IVG),探索其生物可给性及对人体的健康风险。结果显示,KH2PO4和草酸对土壤中砷有不同程度的去除,草酸对土壤砷的去除率较高,平均去除率为54.3%。运用PBET方法得到的土壤砷的生物可给性高于IVG方法,KH2PO4淋洗后土壤砷的生物可给性高于草酸。与草酸相比,KH2PO4淋洗会在一定程度上增加土壤砷的健康风险。不同in vitro方法对不同淋洗剂修复后效果有不同的评估结果,应该根据不同的淋洗剂选择较为保守的体外方法来评估淋洗后土壤的生物可给性及健康风险。     

Phase Chemistry Study of the Zabuye Salt Lake Brine: Isothermal Evaporation at 15°C and 25°C

Zabuye Salt Lake in Tibet, China is a carbonate-type salt lake, which has some unique characteristics that make it different from other types of salt lakes. The lake is at the latter period in its evolution and contains liquid and solid resources. Its brine is rich in Li, B, K and other useful minor elements that are of great economic value. We studied the concentration behavior of these elements and the crystallization paths of salts during isothermal evaporation of brine at 15°C and 25°C. The crystallization sequence of the primary salts from the brine at 25°C is halite (NaCl) → aphthitalite (3K2SO4·Na2SO4) → zabuyelite (Li2CO3)→ trona (Na2CO3·NaHCO3·2H2O) → thermonatrite (Na2CO3·H2O) → sylvite (KCl), while the sequence is halite (NaCl) → sylvite (KCl) → trona (Na2CO3·NaHCO3·2H2O) → zabuyelite (Li2CO3) → thermonatrite (Na2CO3·H2O) → aphthitalite (3K2SO4·Na2SO4) at 15°C. They are in accordance with the metastable phase diagram of the Na+, K+-Cl?, CO32?, SO42?-H2O quinary system at 25°C, except for Na2CO3·7H2O which is replaced by trona and thermonatrite. In the 25°C experiment, zabuyelite (Li2CO3) was precipitated in the early stage because Li2CO3 is supersaturated in the brine at 25°C, in contrast with that at 15°C, it precipitated in the later stage. Potash was precipitated in the middle and late stages in both experiments, while boron was concentrated in the early and middle stages and precipitated in the late stage.     

实验研究不同盐离子对水分子拉曼效应的影响

对流体包裹体中常见的几种盐水溶液进行了拉曼光谱分析.采用了频移参数描述水分子拉曼峰的形变强度,并讨论了频移参数与盐度之间的关系.实验分析结果表明,盐度越大,频移参数越大,水分子拉曼峰形变越大.对频移参数曲线斜率分析显示,盐类对水分子拉曼峰偏移程度影响的强弱顺序为NaCl＞Na2SO4＞NaHCO3＞Na2CO3.讨论了不同阳离子和阴离子对水伸缩振动拉曼峰的影响,结果表明,高价阳离子的影响明显高于低价阳离子;而阴离子对水拉曼峰影响的强弱顺序初步确定为Cl-≈SO2-4-＞HCO-3＞CO2-3≈NO-3.     

高硒环境样品中硒的形态分析方法

在恩施富硒碳质岩和土壤样品中硒矿物学研究的基础上,提出了硒连续化学提取的改进方案。化学操作上定义为7个连续步骤:水溶态(MQ水提取)、可交换态(0.1 mol/L的K2HPO4 KH2PO4,pH=7.0)、有机结合态(0.1 mol/L NaOH)、元素态(1 mol/L Na2SO3溶液)、酸溶性提取态(15%CH3CO2H溶液)、硫化物/硒化物态(1 mol/L CrCl2 HCl溶液)和残渣态硒(HNO3 HF H2O2混合消化液)。使用HG-AFS法检测了各结合态中的硒形态和总硒,上述流程提取硒加和与总硒间显著一致,平均回收率为99.2%,符合平行样品间变异系数低于10%的精度要求。该方法简单易行,能够准确地揭示富硒地质样品中硒的形态信息。     

氢化物发生-原子荧光光谱法测定土壤样品中不同价态的硒

采用氢化物发生-原子荧光光谱法( HG - AFS)测定土壤样品中Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)时,提取剂的选择是技术的关键.以往的提取剂种类多且不具有针对性,本文对比了不同提取剂的提取能力,确定使用KH2PO4 - K2HPO4溶液(pH=8.5)为实验用提取剂,以6 mol/L HCl作为还原剂,沸水浴30 min后HG - AFS测定Se总量,不加热直接测定Se(Ⅳ)含量,以差减法得出Se(Ⅵ)含量.在本实验酸度条件下,加入三价铁盐,可消除共存元素的干扰.方法回收率为90.0％ ～ 112.5％,线性范围为0.00 ～6.00 μg/L,相对标准偏差为5.0％ ～ 12.6％ (n=11),方法检出限可达到0.347 μg/L.标准物质的测定值与标准值相符.实验证实此方法提取效果好,是测定土壤样品中硒不同价态的可行性方法.     

Olgite矿物的合成、发光性能和结构特征

以Na2CO3, BaCO3, SrCO3, NH4H2PO4和Eu2O3为原料,利用高温固相反应法合成了Eu3+离子掺杂的磷锶钡钠石(Ba,Sr)(Na,Sr)2Na(PO4)2粉末样品.用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、傅里叶变换拉曼光谱(FT-Raman)和扫描电镜(SEM)等技术对其物相组成、结构和晶体形貌进行了表征.探讨了不同晶体结构中Sr/Ba比对晶体结构和发光性能的影响.实验通过对Eu3+的发光特点的表征和研究,分别测试了Eu3+离子的室温激发光谱和发射光谱.研究结果表明:(Ba,Sr)(Na,Sr)2Na(PO4)2属简单六方晶系,所有的振动均来自PO43-阴离子团,Eu3+占据非反演中心的格位,该材料中阳离子位置具有高度扰动性的特点.     

多目标生态地球化学调查土壤样品中砷硒锑有效态分析方法的商榷

以0．10mol／L NaH2PO4和0．50mol／L NaHCO3为浸提剂，试验了其对土壤样品中As、Se、Sb的浸提效果；以氢化物发生-原子荧光法(HG-AFS)测定了浸提液中As、Se、Sb的含量。方法在武汉、宁镇测区应用试验表明：采用0．50mol／L的NaHCO3为As、Se、Sb的有效态浸提剂，以HG—AFS法测定其含量的方案可行，检出限分别为：0．006mg／kg、0．001mg／kg、0．002mg／kg。精密度试验，6个标准样品的RSD(n=12)As、Se、Sb均≤10．15％。     

含钾水盐体系介稳相关系研究

针对西藏扎布耶盐湖卤水组成,采用等温蒸发法分别研究了含钾四元体系Na+,K+//Cl-,B4O27--H2O308.15K、五元体系K+//Cl-,CO23-,SO42-,B4O72--H2O273.15K下的介稳相关系。分别测定了上述体系308.15K、273.15K时介稳平衡液相组成及密度、pH值。根据实验数据绘制了相应的介稳相图、水图。结果表明,本文研究的两个体系均为简单共饱型,无复盐和固溶体生成。其中,四元体系介稳相图由2个共饱点,5条单变量曲线,4个结晶区组成。平衡固相分别为Na2B4O7.10H2O、K2B4O7.4H2O、NaCl和KCl。对比四元体系308.15K和273.15K下的介稳相图发现,平衡固相盐的种类及结晶形式均没有发生变化,但结晶区大小产生变化:在308.15K下,Na2B4O7.10H2O结晶区变小,K2B4O7.4H2O结晶区变大。五元体系投影图中有1个共饱点、3条单变量曲线和3个结晶相区。结晶相区分别为K2CO3.3/2H2O、K2SO4和KCl。K2CO3.3/2H2O结晶区面积最小,K2SO4结晶区面积最大。K2CO3对KCl有较强的盐析作用。     

生活源污染质干湿循环下土体性质演化特征及机理

以生活源污染质降解终端产物Na2 CO3和Na3 PO4的混合溶液为污染质溶液对中国徐州地区粉质黏土进行渗流,完成了10次干湿循环试验,分析了在生活源污染质干湿循环下粉质黏土性质的演化特征,并揭示了其演化机理.研究结果表明:粉质黏土在经过生活源污染质10次干湿循环的过程中,土体渗透性增强1～2个数量级,电阻率降低20～...     

土壤活性组分提取剂的研制及初步试验结果

土壤的活性组分能够反映土壤实际污染状况及对环境的危害,选择适当的土壤浸提剂是准确评价土壤活性组分的关键技术,已有的提取剂局限于不同元素和不同土壤类型,提取步骤繁琐,实验周期长,重现性不高。本文研制了一种提取土壤中活性组分的新型提取剂——AIE,提取剂组成为0.25 mol/L醋酸-0.25 mol/L醋酸铵-0.005 mol/L DTPA-0.2%对苯二酚混合溶液。国家标准物质提取实验表明,AIE提取剂能够有效提取土壤中多种元素的活性组分(有效态磷、有效态钾、有效态锰、有效态铜),具有很好的通用性。AIE提取剂与三种通用提取剂(Mehlich 3、AB-DTPA、盐酸)的实验比较表明,AIE对作物营养组分盐基离子(K、Na、Ca、Mg)的提取效果高于AB-DTPA和盐酸,与Mehlich 3的提取量变化规律基本一致;对Fe、Mn、P和重金属元素的提取值70%高于或相当于其他三种提取剂。应用AIE提取土壤的活性组分,适用于提取作物营养组分和重金属元素,既可提取有效态又可提取缓效态,且样品无需针对不同元素做分别处理,多种元素提取方法一致,比已有的提取剂实验周期缩短3~5倍,有利于大批量样品的分析测试;AIE实际应用的重现性较好,大多数元素提取量的相对标准偏差低于8%;AIE的缓冲能力强,提取液的pH值升高幅度(0.07~0.9)均未超过缓冲溶液的缓冲范围,可同时适用于酸性和碱性土壤。总体上AIE通用性优于Mehlich 3和AB-DTPA提取剂,是已有提取分析方法的补充和完善。     

岩石—土壤—植被(红背山麻杆、裸花紫珠)间的元素迁移——以广西巴马岩溶石山地区为例

通过对碳酸盐岩与土壤、碳酸盐岩与红背山麻杆、裸花紫珠及土壤与红背山麻杆、裸花紫珠间的元素相关分析,发现:(1)碳酸盐岩和土壤的元素存在高度的相关关系,从岩石到土壤,元素迁移顺序总体表现为:CaO＞MgO＞Na2O＞P2O5＞MnO＞Pb＞Zr＞Fe2O3＞TiO2＞SiO2＞Al2O3;(2)土壤与两种检测植物的元素也存在较高的相关性,并且两种检测植物还表现出基本相似的土壤元素生物吸收系数,即:红背山麻杆的土壤元素生物吸收系数顺序为:P＞Ca＞Fe＞K＞Na＞Mn＞Pb＞Al＞Mg＞Zr＞Ti＞SiO2,裸花紫珠的为:P＞K＞Fe＞Na＞Ca＞Mn＞Al＞Pb＞Mg＞Zr＞Ti＞SiO2;(3)植物中的常量元素由岩石中的常量元素所决定,在同样的岩性基底上,不同植物体内富集、累积而成的元素结构有着较高的一致性。      

汞污染土壤的萃取修复技术研究

分别采用HAc、NH4Ac、KI、EDTA、Na2S2O3等萃取剂萃取污染土壤中汞,研究了萃取剂对汞的萃取效果和萃取条件对萃取率的影响,并分析了用Na2S2O3溶液萃取前后土壤中汞的形态变化。结果表明,Na2S2O3水溶液对汞的萃取效果最好,适宜萃取条件为：浓度0.1 mol·L-1、土液比1∶6、萃取时间12 h,当土壤中汞浓度为107.86 mg/kg时,萃取率为65.32%。污染土样在适宜萃取条件下经Na2S2O3溶液萃取后,土壤中可交换态汞、酸溶态汞和硝酸溶态汞基本完全去除,土壤中汞的生物有效性显著降低;萃取后土样的浸出毒性检测符合《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007)中要求的无害化堆放标准。     

一种水文地质孔破壁解堵的方法

化学洗井主要是利用化学试剂对含水层中泥皮和堵塞物进行分散、络合、整合、吸附、稳定和疏导,以达到疏通含水层,快速高效的洗井目的。通过对泥浆、泥皮和粘土的分析试验,确定Na5P3O10为主剂,Na2CO3、NaCl为电解质助剂,CMN为分散减阻剂。选择正交试验,确定了洗井剂的配方。在金宝屯煤矿的七口井做洗井试验,从洗井效果来看,该方法比传统的机械洗井效果明显：水量增加24％～39％,时间节约3～5d。     

大兴安岭森林覆盖区金矿土壤离子电导率异常特征离子成份的研究及找矿预测

为了解森林覆盖区金矿体土壤离子电导率异常特征,探讨金矿体土壤离子电导率成份是由哪些种类离子组成,弄清不同种类离子的含量变化关系对电导率的贡献大小,为解释金矿土壤离子电导率异常的形成机制提供理论依据.通过在大兴安岭森林覆盖区虎拉林金矿的研究:(1)在已知的金矿体上测出了清晰的电导率异常,异常呈典型双峰形态"兔耳"状或"锯齿"状, 异常垂直指示金矿体的赋存位置.(2)弄清了金矿体组成土壤离子电导率异常的离子成份特征,其成份主要是HCO-3、SO-24、Ca2 、Cl-、K 、Na 、F-、Mg2 、Mn2 等一套水可溶性离子,经过相关分析得出金矿电导率异常与各水可溶性离子的相关系数是HCO-3＞Ca2 ＞SO2-4＞Cl-＞K ＞F-＞Na ＞Mg2 ＞Mn2 .(3)在未知区的找矿预测中找到3个具有成矿远景的离子电导率异常.     

四元体系Na+//Cl-,CO32-,B4O72--H2O273 K介稳相平衡研究

采用等温蒸发法研究简单四元体系Na+//CI-,CO32-,B4O72---H2O 273 K时的介稳相平衡,并测定该体系273 K平衡液相中各组分的溶解度及密度,该体系的介稳相图和密度组成图显示:该四元体系在273 K时的相图由3条溶解度单变量线、3个结晶区及1个共饱和点组成.体系属简单共饱型,无复盐或固溶体形成,3个结晶区分别对应单盐Na2CO3?10H2O,NaCI和Na2B4O7?10H2O.共饱点E处于Na2CO3?10H2O,NaCI及Na2B4O,?10H2O3盐共饱和,所对应的平衡液相组成为ω(Na2CO3)=6.81%,ω(NaCl)=21.69%,ω(Na2B4O7)=0.65%.ω(H20)=70.85%.研究体系在273 K下,Na2CO3?10H2O是碳酸钠盐的唯一析出形式,且硼酸钠对碳酸钠有盐析作用.     

CO_2饱和条件下水热合成LaPO_4纳米线的实验

稀土磷酸盐La PO4功能材料的性能取决于晶体结构、形貌和晶粒大小等因素,而不同制备方法又影响其晶体结构、形貌和晶粒大小。本文采用La(NO3)3·6H2O和(NH4)2HPO4作为实验初始物,分别在不含CO2条件下水热合成了La PO4纳米棒和在CO2饱和条件下水热合成了La PO4纳米线。结果表明,与不含CO2的常规水热合成方法相比,CO2饱和水热条件下合成的La PO4的XRD衍射峰更尖锐、结晶度更好,且该方法合成的La PO4纳米线尺寸均匀、长径比大、晶界清晰。     

高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用检测土壤中的无机硒形态

土壤样品中亚硒酸盐Se(Ⅳ)和硒酸盐Se(Ⅵ)的形态分析中,提取剂的选择和检测方法是技术的关键。以往的提取剂容易导致硒形态发生转变或无法同时提取Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ),常用的氢化物发生原子荧光光谱法无法直接测定Se(Ⅵ),而是通过差减法得出Se(Ⅵ)含量。本文对比了不同提取剂的提取能力,确定使用0. 1 mol/L氢氧化钠溶液作为提取剂,在55℃超声萃取土壤样品30 min,提取液经高效液相色谱分离,电感耦合等离子体质谱检测,建立了土壤中Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)的形态分析方法。采用Hamilton PRP X-100色谱柱,以6 mmol/L柠檬酸为流动相,pH=5. 5,在8 min内可完全分离Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ),两者的检出限分别为0. 15μg/L、0. 16μg/L,线性相关系数(r~2)均大于0. 999。以土壤为基体进行加标回收试验,Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)的回收率在84. 2%～95. 8%之间,相对标准偏差为1. 4%～5. 3%(n=6)。该方法简单快速,具有良好的精密度和准确度,适用于土壤中无机硒的形态分析。     

不同土地利用方式下土壤CO2时空分布特征及其影响因素——以湘西大龙洞地下河流域为例

为了解不同土地利用方式/覆被条件土壤剖面CO2时空分布特征及其影响因素,对湖南湘西大龙洞地下河流域的4种土地利用方式（林地、草地、玉米地、烟叶地）土壤不同深度的CO2浓度进行为期一年的观测。结果显示,不同土地利用方式的土壤CO2表现为草地(7 527 mg/m3)>林地(7 197 mg/m3)>烟叶地（4 562 mg/m3）>玉米地(4 414 mg/m3);随剖面深度加大,草地和玉米地土壤CO2呈先增大后稳定的趋势,林地和烟叶地则表现为先增大后降低的趋势;时间变化上,不同土地利用方式下的土壤CO2月均浓度曲线与气温的变化曲线有很好的对应性,表现为2-8月浓度升高,8-12月降低,12月至次年2月为小幅下降,土壤CO2浓度的最低值和最高值分别出现在2月和8月。相关性分析显示,气温对土壤CO2浓度的影响最显著,此外,不同土地利用方式下有机碳的差异,与气温相耦合的降雨因素等都对土壤CO2浓度变化有重要影响。      

锂辉石矿浮选试验研究

采用"磨矿-磁选-浮选"的工艺流程,对某地锂辉石矿进行提纯试验研究。首先探索磁选工艺,除去磁性物质,再于弱碱性条件下优先浮选云母并脱去少量矿泥,最后通过条件试验,探索Na2CO3用量及搅拌擦洗时间、NaOH用量及搅拌擦洗时间、捕收剂TY-4用量和浮选时间等试验,确定最佳锂辉石浮选条件,在条件试验和开路流程试验的基础上进行锂辉石浮选闭路流程试验。结果表明,经"一粗一扫两精"闭路试验,获得了Li2O品位为6.10%、回收率为85.49%的锂精矿。     

离子色谱法检测土壤样品水溶态中的七种阴离子

采用离子色谱法测定土壤样品水溶态中的F^-、Cl^-、NO2^-、SO4^2-、Br^-、NO3^-、PO4^3-。通过优化提取条件,得出最优条件下7种阴离子的加标回收率为94.4%～102.5%,精密度为3.1%～4.6%。对实际样品进行测试,结果表明,该方法适用于土壤样品水溶态中7种阴离子的定性、定量分析。