湖泊沉积物中三种磷提取方法比较

水体沉积物中磷的分级提取没有统一的方法,大多数的提取方法只对沉积物中无机磷(IP)进行了研究,有机磷(OP)是作为一个整体被研究,OP的形态尚不清楚。文章探讨了SMT法、Ivanoff法和Golterman法三种方法对湖泊沉积物中磷形态提取的特征,分析了各方法应用于IP和OP形态提取的联系和差别。结果表明SMT法提取的钙磷(Ca-P)是Golterman法提取Ca-P的16倍,Golerman法提取的铁铝结合态磷(Fe/Al-P)是SMT法提取的近3倍。从OP提取结果来看,Goterlman法>Ivanoff法>SMT法,Golterman法和Ivanoff法提取的酸可提取有机磷相差较大,其他形态OP含量则相当。研究结果对于沉积物磷形态分析提取方法的合理选择具有指导意义。     

磷石膏中磷、氟杂质的脱除研究

磷石膏是湿法磷酸生产过程中产生的大宗工业固体废弃物,脱除磷石膏中磷、氟等有害杂质是其资源化利用的前提。采用石灰中和法和酸浸法研究了磷石膏中磷、氟的脱除规律,并利用SEM、FTIR、XRD研究了磷、氟脱除过程中磷石膏微观形貌、表面基团和物相组成的变化。结果表明,石灰中和法能有效脱除磷石膏中可溶磷和部分可溶氟,但不能脱除共晶磷,当石灰用量为0.4%、陈化时间为12 h时,磷石膏中可溶磷和可溶氟的脱除率分别为93.27%和29.07%。加温酸浸(55℃,硫酸用量30%)能有效脱除磷石膏中总磷和总氟,其脱除率分别为98.95%和91.07%,酸浸后磷石膏晶体由菱形块状转变为薄片状。常温下增大硫酸用量,磷石膏中磷、氟脱除率增大;常温酸浸(25℃,硫酸用量50%)能有效脱除磷石膏中总磷和总氟,其脱除率分别为95.88%和93.13%,酸浸后产物的形貌转变为长柱状,二水石膏脱水转变为半水石膏,共晶磷的特征吸收峰消失。     

沱江沉积物-水界面磷形态垂向分布及时空变化特征

水体中富营养化水平与磷元素的赋存形态密切相关。目前围绕引起富营养化关键因子之一的磷形态的垂向分布特征、各磷形态间的迁移转化行为及其影响因素取得了比较明确的研究进展。为进一步揭示不同磷形态在沉积物-水体系中迁移转化行为随时空的变化特征,本文采用磷钼蓝分光光度法对沱江流域简阳段间隙水中可溶性活性磷(SRP)、可溶性非活性磷(SUP)及总溶解性磷(TDP)进行测定;采用SMT法和改进的沉积物无机磷形态连续提取法对沉积物中总无机磷(TIP)、总磷(TP)、难提取磷(Res-P)、可交换态磷(Exc-P)、铁结合态磷(Fe-P)、铝结合态磷(Al-P)、钙结合态磷(Ca-P)进行提取,磷钼蓝分光光度法进行测定,以揭示沉积物-水体系中磷的赋存形态垂向分布行为特征,并将实验数据与十年前该地区磷的赋存形态结果进行对比,探讨磷赋存形态的变化趋势及影响因素。结果表明:间隙水中SRP、SUP和TDP的含量分别为0.004～0.36mg/L、0.080～3.19mg/L和0.056～3.28mg/L;沉积物中TP、TIP、Res-P、Exc-P、Al-P、Ca-P含量分别为1235.40～1646.94mg/kg、860.00～1318.59mg/kg、130.31～537.13mg/kg、1.35～14.10mg/kg、0.007～0.12mg/kg、743.13～1109.91mg/kg,Fe-P未检出。对比十年前后沉积物-水体系中磷赋存形态的变化可知,由于受到外源磷输入的影响,间隙水中SRP、SUP以及TDP含量虽然在-10cm以上变化不明显,但在-10cm以下明显增大,且导致沉积物中TP、TIP含量增加;偏碱性的沉积环境导致Al-P的释放,其含量明显减小;Exc-P含量的减小与其转化为稳定的Ca-P或Res-P形态有关。研究认为:随着时空的变化,沱江简阳段沉积物呈现外源磷输入和内源磷释放的综合污染。总体而言,由于输入的磷形态大部分以稳定的Ca-P和Res-P形态存在于沉积物中,使得表层间隙水中生物可直接利用的磷含量总体变化不大,该地区富营养化程度不会加重。维持沉积环境的弱碱性,有利于Al-P、Exc-P等向Ca-P的有效转换,抑制河流富营养化。     

磷处理粉煤灰可作农业土壤磷源

粉煤灰(简称CCP或ash)具有改良土壤,增加植物产量的功能。此外,由于它特殊的多孔结构,也可用作吸纳并承载植物养分的载体。用NaH2PO4配制成含磷0.10mol/L浓度的溶液,对采自加拿大西安大略省Sarnia地区Lambton电厂的底灰(bottomash)进行振荡浸渍处理。结果表明,振荡浸渍66h后的粉煤灰中磷含量可达784×10-6。以磷处理粉煤灰、未进行磷处理的粉煤灰和石英砂按比例混合,作为基本生长介质进行玉米种植实验,其中实验配方设计为生长介质中含磷量分别为标准含磷浓度(50×10-6)的10%、25%、50%、75%和100%。生长26、34和46d后分别与不含磷的空白配方、施加含氮-磷-钾为0-20-0标准磷肥并控制磷含量为标准浓度(50×10-6)配方进行生物产量对比。生长实验结果表明,以磷处理粉煤灰供磷的生长介质,当含磷量为标准浓度的25%至100%时,其植物生长量就比添加标准浓度磷肥的配方好。种植46d后的生物生长量统计结果显示,含磷分别为标准浓度50%、75%和100%的实验介质中,玉米杆的鲜重较施标准磷肥介质中玉米分别增长39.46%、42.73%和46.13%;玉米杆干重依次增加29.71%、13.39%和28.87%;根鲜重平均增加16.62%;根干重平均增加14.03%。上述实验结果启示,粉煤灰可以很好地吸纳承载磷养分,并持续供给植物吸收生长,如果采用吸纳磷(或其他养分)的粉煤灰改良砂质土壤将有重要意义。     

湖泊沉积物中磷形态标准物质研制

水体富营养化与沉积物中磷元素的形态有密切关系。为了准确测定沉积物中不同形态的磷的含量,欧盟在2000年研制了第一个湖泊沉积物中磷形态标准物质(BCR 684),但基本用尽已不能满足需求,而且该标准物质采集于欧洲某湖泊,沉积物类型及污染情况与我国湖泊不相匹配。本文结合我国沉积物的类型和湖泊污染状况,研制了我国首批2个湖泊沉积物中磷形态标准物质(编号为 GBW 07462和GBW 07463)。候选物样品采集地点为江苏太湖和湖南洞庭湖,样品经过自然干燥、研磨、灭菌、陈化等加工处理,随机抽取15个子样采用单因素方差分析(F检验法)进行均匀性检验,检验的F实测值均小于临界值,表明样品均匀性良好。根据ISO导则35推荐方法对候选物样品在一年内进行四次稳定性检查,分析结果无方向性变化,再通过2次验证实验,样品稳定性良好。此批磷形态标准物质采用8家实验室联合定值,定值参数包括五种磷形态:总磷、无机磷、有机磷、磷灰石态磷、非磷灰石态磷;磷形态提取方法采用欧盟SMT法,测定方法采用钼锑钪光度法和电感耦合等离子体发射光谱法(实验过程中用欧盟BCR 684作为质量监控);按照《一级标准物质研制规范》(JJG 1006—1994)和ISO导则35的要求给出了五种磷形态的标准值和不确定度。此批磷形态标准物质样品代表了我国典型富营养化湖泊的沉积物类型,采样点的区域代表性强,定值项目选择合理、量值准确,可应用于环境、地质、农业、地球化学等研究领域沉积物的磷形态样品质量监控。     

太湖入湖河道沉积物中生物利用磷和营养水平分析

为了解太湖入湖河道的营养状况,研究了太湖西部河流沉积物生物利用磷的组成与分布。研究结果显示,北部沉积物中营养元素较高,南部较低;沉积物中生物利用磷的含量次序为藻类可利用磷(AAP)>NaHCO3提取磷(OLP)>水溶性磷(WSP)>易解吸磷(RDP),其中AAP是重要的生物利用磷,AAP的比例越高,富营养化程度越高。AAP与营养元素的相关性在不同区域河道有所不同,北部河道与总氮(TN)、总磷(TP)相关性较好,中部和南部河道与沉积物有机质总量(TOM)相关性较好。沉积物的生物利用磷受不同污染源影响较大。对比河道沉积物与湖泊沉积物的特征,发现湖泊沉积物中生物利用磷(BAP)/总磷(TP)、藻类可利用磷(AAP)/总磷(TP)都高于河道沉积物,表明湖泊沉积物中的磷更容易被植物吸收。     

滇池内源磷释放潜力的区域差异:来自沉积物磷形态的证据

采集了7组滇池近代沉积物柱芯,测定了其中总P(TP)、Fe、Al、Ca的含量,并首次获得了埋深大于25 cm的沉积物的不同形态磷的数据,分析了TP与不同形态磷的时空分布特征及TP与总Fe、Al、Ca含量的关系,探讨了滇池内源磷释放潜力的区域差异和制约因素。结果表明,自北向南,TP含量出现随深度先升高后降低的变化特征,各形态P之间的关系为:碎屑磷(DP)>有机磷(OP)≈铁结合态磷(Fe-P)>闭蓄态磷(Oc P)>钙结合态磷(Ca-P)>铝结合态磷(Al-P)>可交换态磷(SRP)。纵向上Fe-P随深度逐渐升高,Oc P逐渐降低,其它形态P的变化规律不明显;区域上TP、DP、OP、Fe-P、Ca-P和Al-P南部高于北部。在滇池南部DP通量较高的区域,TP与Fe、Al呈正相关关系,与Ca呈负相关关系,其它区域无相关性。分析表明,滇池南部内源磷的释放潜力大于中部和北部,而南部内源磷受DP输入的影响,风浪扰动对北部内源磷的释放有更强的抑制作用。     

中国磷资源与磷化工可持续发展

人类活动对磷元素的地球化学过程具有重要影响。中国磷矿石储量仅占世界总量的4.6%,且正面临P_2O_5品位贫化、磷化工过程伴生稀土和氟资源浪费严重、副产磷石膏大量堆存污染环境以及地表水体磷污染等问题。今后一段时间内,二水物硫酸法仍将是湿法磷酸的主流工艺。磷矿伴生稀土和氟的高效回收利用,对于稀土产业和氟化工可持续发展具有重大战略意义,关键在于突破现有的技术瓶颈,研发新的回收利用技术。磷化工过程实现硫资源的循环利用和清洁生产,核心在于突破磷石膏制硫酸关键技术。磷石膏转铵法制硫酸技术实现规模化工程应用,可有效解决中国硫资源短缺问题,根除磷石膏大量堆存造成的环境污染;还将显著减少硫铁矿、石灰石等一次资源开采和温室气体CO_2排放。硅酸钙晶种法回收污水中的磷,进而加工为磷酸、磷肥等产品,则为减少一次磷资源消耗、实现磷资源的循环利用提供了可能。以污水磷回收制取磷酸二氢钾技术为例,表明污水磷回收和磷石膏资源化利用对中国磷资源产业的绿色可持续发展具有重大潜在价值。     

生物炭对磷石膏中磷的固化作用

磷石膏中的磷在雨水淋滤作用下浸出,将污染堆场附近水体。本研究采用生物炭固化磷石膏中的磷,以减少其对周遭水体的污染。主要通过模拟固化实验和对照浸出实验,分析生物炭用量、反应时间和温度、初始pH值对固化效果的影响,通过XRD、SEM-EDS分析固化后的生成物。实验结果显示,在生物炭用量为25 mg时,单位固化量达到最大值13.20 mg/g;在反应温度T=293 K、初始pH=7条件下,反应平衡时间72 h时浸出液的磷平衡浓度C_e= 1.40 mg/L;温度提升有助于提高生物炭的固化效果,当T=308 K时,浸出液的磷平衡浓度C_e=0.167 mg/L;碱性条件有利于固化反应持续进行,在pH=11条件下,浸出液的磷平衡浓度C_e=0.153 mg/L。实验结果表明生物炭对磷石膏中的磷具有明显的固化效果。磷石膏中的二水硫酸钙溶解后,Ca²⁺与表面带负电的生物炭结合,在生物炭显微结构的凹陷处,化学吸附溶液中的磷酸根生成了絮状、团簇状的羟基磷灰石(HAP)沉淀,从而使浸出磷得到有效控制。     

磷灰岩研究

磷灰岩是磷元素的一个有经济价值的重要来源,矿产资源局(BMR)对磷灰岩的研究已有多年的历史。本文将对矿产资源局对磷灰岩研究的历史及将继续研究的内容进行概述。 1943年,对澳大利亚东南部的磷酸盐产出情况进行了调查。 1955年,矿产资源局(BMR)、新西兰地质调查局(the NeW Zealand GeologicalSurvey)和英国国外地质调查局(the British OVerseas Geological Survey)对澳大利亚、新西兰及本国领土的磷酸盐资源做了进一步评价。1957年,矿产资源局开始对与北部地方(Northern Teritory)北海岸相隔的岛屿进行调查。在此之后的两年中,对印     

江西414矿区的氟磷锰矿(Triplite)

氟磷锰矿(Triplite)是属于氟磷铁矿(Zwieselite)氟磷锰矿(Triplite)系列的端员矿物。业已发现,与该系列矿物成分相似的矿物还有:磷锰铁钙矿(Graftonite)氟磷钙镁矿(Isokite),羟磷锰铁矿(Triplodite)、羟磷铁锰矿(wolfoite)以及最近发现的镁氟磷锰矿(magniotriplite)等。     

海河干流表层沉积物中磷形态的空间分布特征及其对水相磷的影响

为了控制水体富营养化,对沉积物中磷的分布特征进行了研究。在海河干流采集13个表层沉积物和表层水样,采用逐级提取法获得可交换态磷(NH4Cl-P)、可还原态磷(BD-P)、铁铝结合磷(NaOHP)、钙磷(HCl-P)和残渣态磷(Res-P),分析各形态磷空间分布及其对水相(间隙水、表层水)磷的影响。结果表明:海河干流表层沉积物中总磷质量分数较高,为808.5~1 698.7mg·kg-1,上游和下游的采样点含磷量较低,中游采样点含磷量较高;不同形态磷的质量分数差异较大,NH4Cl-P、BD-P、NaOH-P、HCl-P和Res-P的质量分数变化范围分别为8.1~31.1、41.9~84.9、151.6~348.2、312.2~819.9、226.8~1 003.0mg·kg-1,分别占总磷(TP)的0.65%~1.85%、3.19%~6.57%、10.8%~24.34%、20.26%~52.18%、24.41%~58.33%;间隙水中总溶解性磷与沉积物中NH4Cl-P、BD-P、NaOH-P的质量分数相关性较高,相关系数分别达到0.892、0.848、0.749。研究结果表明海河内源磷释放的主要控制方向为NH4Cl-P、BDP、NaOH-P。     

沉积物中磷的赋存形态及磷形态顺序提取分析方法

阐述了当前我国水体富营养化的现状,水体的富营养化与水体中磷、氮的浓度以及二者的浓度比值有着密切的关系。水体富营养化时氮和磷的浓度均很高,但没有一个固定的值,是在一个较宽泛的富营养范围内,氮和磷的浓度比值大多在10∶1～20∶1。湖泊沉积物作为湖泊水体中磷的重要蓄积库,是湖泊流域磷循环的重要归属,也是湖泊水体内源性磷的主要来源,沉积物中极少量的稳定磷转化为活性磷就会造成湖泊水体富营养化。文中介绍了沉积物中无机磷形态的分类,评述了欧盟标准局在研制湖泊沉积物磷形态标准物质时比对采用的4种提取方法(Willimas法、Hieltjes-Lijklema法、Ruttenberg法、Golterman法),总结了国内外学者所应用的沉积物中磷的各种形态提取方法和磷各形态的分析测定方法,国内学者应用的方法是在国外学者方法的基础上提出的,阐述了顺序提取方法及其地球化学意义。简要评述了湖泊沉积物中磷的生物释放、物理释放和化学释放三种释放机制,这三种释放机制相辅相成,在一特定的环境条件下某一过程可能占主导地位来控制沉积物磷的释放。最后提出应该加强对沉积物中磷的各种形态的专属提取剂及其提取有效性的分子表征和检测,更加细化对于沉积物中磷形态的分类和创新各种磷形态的分析方法,建立沉积物-水体磷的迁移、循环和转化模型,这对于从根本上解决富营养化问题具有重要意义。     

磷渣疏水性改性的研究

<正>磷渣是工业上以磷矿石、硅石、焦碳为原料,用电炉法制取黄磷所剩的废渣,有自然冷却形成的结晶状磷渣和水淬骤冷形成的玻璃体状磷渣两种产出状态(林波,2004)。Kornienko和Voro-     

以合成雪硅钙石为晶种回收废水中的磷

以合成雪硅钙石为晶种,探索了用结晶法以磷酸钙形式回收废水中磷的适宜条件。结果表明,在实验水质条件下,模拟废水pH=8、n(Ca)/n(P)=2、晶种用量大于1.6g/L、振荡24h后溶液中残留磷可达到国家污水综合排放标准一级(0.5mg/L)以下;在优化条件下证实了合成雪硅钙石的供碱能力,循环利用18次,回收磷的效果仍然很好。运用XRD、FTIR、SEM和EDS等测试手段对在实验条件下重复使用18次的雪硅钙石进行了表征,证明回收的磷主要以结晶度不高的羟基磷灰石形态存在。     

磷资源领域循环经济论坛在贵阳举办

<正>为在磷资源领域践行科学发展观,交流近年来磷资源领域在发展循环经济方面的经验,提高磷资源领域整体科技水平,大力推进磷矿产业循环经济发展,合理开发宝贵的磷矿资源,由中国化学矿业协会、贵州省国土资源厅联合举办,瓮福(集团)有限责任公司承办的磷资源领域循环经济论坛6月8日至9     

云南安宁磷矿区水系沉积物磷赋存形态及分布特征

磷污染是水污染的重要组成部分,因其可造成水体富营养化、水质下降,从而引起人们的广泛关注。研究沉积物中不同磷赋存形态及其分布特征有助于了解沉积物中磷的行为特征及迁移能力,从而为水体富营养化防治提供支撑。磷矿的开采、冶炼对矿区内水资源环境可能产生严重影响,本文以安宁磷矿区内河流、水库为研究区域,分析了不同水系沉积物磷元素赋存形态及分布特征,并对其生态风险进行评估。采用X射线荧光光谱法测定研究区水系沉积物总磷(TP)含量,并基于顺序提取及Hupfer改进的磷形态分析方法,将研究区各水系沉积物中磷分为弱吸附态磷(NH₄Cl-P)、可还原态磷(BD-P)、金属氧化物结合态磷(NaOH-P)、钙结合态磷(Ca-P)、残渣态磷(Res-P)等5种形态,采用单因子污染指数法对其进行生态风险评估。结果表明：研究区水系沉积物样品中TP含量范围为567.6～48115.5mg/kg,NH4Cl-P含量范围为0.07～115.2mg/kg,BD-P含量范围为8.84～802.5mg/kg,NaOH-P含量范围为21.3～3129.5mg/kg, Ca-P含量范围为12～45098mg/k...     

太湖五里湖表层沉积物中不同形态磷的分布特征

利用连续提取法(SEDEX)详细调查了太湖五里湖表层沉积物中不同形态磷的组成和分布特征。结果显示：其中磷的含量较高，受人为污染输入的影响较大，并且已经有了一定的释放。总磷的变化范围为2．05～4．05mg/g。平均约为2．80mg/g。总磷主要由无机磷组成(70％～90％)，大多数无机磷为CDB溶液提取的铁结合态磷(75％～85％)。CDB溶液的n(Fe)／n(P)都较小(2．0～5．3)。说明CDB溶液提取的铁主要是以无定形态存在的，并且铁与磷酸盐之间的吸附可能已经达到了平衡状态。除底部个别样品以外。多数样品n(Gorg)／n(Norg)较小(8．8～10．6)，所有样品的n(Gorg)／n(Porg)都较大(135～320)，表明沉积物在早期成岩作用过程中，湖泊内源自生有机质降解时有机磷优先释放。无机磷，特别是铁结合态磷，在氧化还原条件变化的情况下。能够通过沉积物一水体界面被再次释放到水体中去，这可能对湖泊的水体质量和营养状况有一定的影响。     

化学连续提取法对太湖沉积物中磷的各种形态测定

为确定太湖沉积物中磷的各种形态含量,本文应用SMT 连续提取法对太湖梅梁湾表层沉积物样品和淡水沉积物标准物质BCＲ --684 中磷的各种形态进行测定。结果表明SMT 法具有一定的适用性和准确性。太湖沉积物中磷形态测定结果表明无机磷是太湖沉积物中磷的主要赋存形态,占总有效磷的 59. 22%,无机磷含量中非磷灰石态磷含量为139 μg /g,大于磷灰石态磷含量113 μg /g。     

化学物相分析法测定瓮福磷尾矿中钙镁磷元素形态含量

用化学物相分析法测定瓮福磷尾矿中钙、镁、磷元素形态含量。结果表明,磷尾矿中钙主要以白云石的形式赋存,并有少量以方解石、磷酸盐形式存在;镁主要以白云石的形式赋存,并有少量以磷酸盐、硅酸盐形式存在;磷主要以磷灰石的形式赋存,并有少量以铁氧化物、独居石、磷钇矿形式存在。各元素形态加标回收率为97.6%~107.2%,相对标准偏差(RSD,n=12)为0.77%~4.85%。各元素形态分析结果表现出较好的稳定性,表明采用化学物相分析法测定瓮福磷尾矿中钙、镁、磷元素形态含量结果准确可靠。