土壤和沉积物中元素的化学形态及其顺序提取法

介绍了形态分析的概念和化学形态分析方法,探讨了广泛应用于土壤、沉积物重金属形态分析中的Tessier和BCR顺序提取方案及其异同,综述了顺序提取方法在地球化学、环境科学、农业科学等方面的应用及中国相关标准物质的研制现状。     

振荡提取-荧光分光光度法分析土壤样品中石油类物质

石油类物质是中国建设用地土壤污染风险管控的污染物之一,开展土壤中石油类物质的检测对土壤污染防治工作具有重要意义。本文采用正己烷为萃取溶剂,土壤经振荡提取后,以荧光光度法为检测手段,建立了一种绿色环保、灵敏高效的土壤石油类物质检测方法。通过对实验过程进行优化,该方法的线性相关系数r≥0.999,检出限为3mg/kg。使用10种不同类型土壤进行方法精密度和准确度验证,精密度为2.5%~9.2%,基体加标回收率为80.0%～110%。为验证方法可比性,分别使用本方法和《土壤 石油类的测定 红外分光光度法》(HJ 1051—2019)对5种不同类型土壤进行检测比对,测定结果相对偏差在5.0%~15%之间,具有较好的一致性。     

生态地球化学土壤样品元素形态分析方法研究

对生态地球化学土壤样品,采用振荡提取法提取样品中离子交换态(包括水溶态)、碳酸盐结合态、腐殖酸结合态、铁锰氧化物结合态、强有机质结合态(包括部分硫化物);采用等离子体发射光谱法测定其中Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Mo、Ni、Pb、Zn,原子荧光光谱法测定As、Hg、Sb、Se。方法的质量参数满足生态地球化学土壤样品评价形态分析的需要。     

土壤样品中镉的形态分析研究

采用改进的Tessier连续提取法对武汉地区的土壤样品中镉的形态进行了分析,结果表明土壤中镉主要以离子交换态形式存在,总体看其顺序为离子交换态(包含水溶态)>碳酸盐结合态>铁锰氧化物结合态>腐殖酸结合态>残渣态>强有机结合态,说明土壤中镉较活泼,易于迁移转化,对植物的可给性大,是环境中的重要污染元素.     

超声与振荡提取沉积物中松散结合态磷的比较

用超声技术提取沉积物样品中松散结合态磷,并与振荡提取结果进行比较。结果表明,超声提取结果与振荡提取结果大致相当。超声提取耗时短,操作简单易行,测试结果精密度为3.8%(RSD,n=7),可以替代振荡方法提取沉积物中的松散结合态磷。     

贵阳城市土壤重金属元素形态分析

选取贵阳市62个代表性的表层土壤样品,分析了其重金属元素的含量和存在形态.结果表明,贵阳城市土壤中5种重金属元素(Cr、Cu、Pb、Zn和Cd)的含量较高,且变化较大.表层土壤中Cr、Cu、Zn主要以残渣态形式存在,Pb主要以可氧化态形式存在.Cd可还原态含量高达47.5%,残渣态含量最低,说明Cd较活泼,具有潜在的环境影响能力.     

环境样品中痕量元素的化学形态分析Ⅰ．分析技术在化学形态分析中的应用

文章介绍了形态分析的基本概念,常用的联用分析技术,如气相色谱原子吸收光谱、气相色谱原子荧光光谱、气相色谱微波诱导等离子体原子发射光谱、气相色谱电感耦合等离子体质谱、高效液相色谱电感耦合等离子体质谱等在环境样品(水、土壤、沉积物)中痕量元素化学形态(价态、金属有机化合物等)分析中的应用,土壤和沉积物中污染元素的顺序提取步骤,以形态分析发展动态。引用文献72篇。     

土壤粒级中重金属元素的形态分析与环境风险评价

研究评价不同粒级组分中重金属的活性和潜在环境风险,对3个地区土壤颗粒的分析表明,重金属在土壤中分布并不均匀,随着颗粒粒径的减小,重金属Cu、Cd元素及有机质的浓度有不断增高的趋势。线性分析显示,Cu、Cd元素浓度与有机质的浓度显著相关。形态分析表明,Cd主要以环境高活性的形态存在,其次以低活性的形态存在,环境惰性的形态仅占极小部分,Cu主要以低环境活性和环境惰性的形态存在,高环境活性的形态只占小量,Cu在土壤中的存在形态可能与土壤性质有关。     

土壤中不同形态砷的分析方法

选取磷酸作为提取剂,比较了超声和水浴两种方法辅助提取土壤中不同形态的砷,离子色谱一氢化物发生原子荧光光谱联用法(IC-HGAFS)测定砷的4种形态,即As(Ⅲ)、As(Ⅴ)、MMA (甲基胂酸)和DMA(二甲基胂酸)。从测定结果可以看出,水浴的提取效果明显高于超声的提取效果。土壤中砷以无机态为主,而无机态砷又以As(Ⅴ)为主,没有检测到有机砷。测定土壤中各种形态砷的加标回收率为72.0%～105.4%,相对标准偏差(RSD,n=5)为2.61%～8.19%。     

土壤中氟的形态分析

以宁夏盐池地区高氟土壤为例,采用连续提取法对土壤样品中各形态氟进行提取,离子色谱法测定各形态氟的含量。根据研究目的及土壤特点将氟的形态划分为水溶态、离子交换态、可还原态、可氧化态及残渣态5种形态;对各种形态连续提取过程中使用的提取液进行了选择。采用建立的方法获得提取土壤中F-的检出限为0.76μg/g;方法精密度(RSD,n=7)各形态氟为水溶态氟11.3%,离子交换态氟13.5%,可还原态氟10.7%,可氧化态氟8.9%。     

超声波萃取-高效液相色谱法测定土壤中邻苯二甲酸酯

邻苯二甲酸酯类(PAEs)是环境激素类物质中的一类化合物。文章对土壤中6种被美国EPA列入"优先监测污染物名单"的PAEs类物质邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、二乙酯(DEP)、二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)、二辛酯(DOP)、丁基苄基酯(BBP)邻苯二甲酸酯经超声波萃取、柱层析净化后,采用高效液相色谱法测定。对影响加标回收率的实验条件如萃取溶剂比例、萃取时间和萃取溶剂的选择等进行优化。方法回收率为94.1%～108.2%,相对标准偏差(RSD,n=7)为0.70%～2.42%,方法检出限为0.003～0.009μg/g。建立的方法样品前处理简单、快速,溶剂用量少,液相色谱法分析6种PAEs类物质仅用10 min,适用于大批量土壤样品中PAEs类物质的测定。     

超声提取-固相萃取小柱净化-气相色谱法测定土壤中14种有机氯农药

对土壤中14种有机氯农药的超声提取技术和磺化、固相萃取小柱两种净化方法进行系统研究。结果表明,超声提取节省提取时间,提高分析效率;磺化法和固相萃取小柱法都有净化作用,但磺化法使样品中的艾氏剂、狄氏剂和异狄氏剂全部损失;固相萃取小柱净化当丙酮-正己烷淋洗液体积比为1∶9、淋洗液收集8 mL时回收率>90%,干扰最小。方法检出限为0.63~2.59μg/kg,精密度(RSD,n=7)为1.17%~14.66%,基体加标平均回收率为82.78%~106.94%。方法用于生态地球化学调查评价批量土壤样品的实际分析,检测结果满足评价工作需要。     

超声提取-气相色谱法测定覆盖区土壤中的六六六和滴滴涕

将超声波提取技术引入到覆盖区土壤样品六六六、滴滴涕组分的预处理中,建立了超声提取,磺化法净化,气相色谱测定的分析方法。对被测组分在超声波提取中的稳定性进行了试验,对超声提取时间、提取温度、提取溶剂用量以及磺化净化过程可能导致组分损失的各种相关条件逐个试验筛选,采用样品加标回收法对六六六、滴滴涕的8种组分进行了两种浓度的精密度和准确度试验,RSD值均小于10％,平均回收率92．5％-103．9％。方法对各种异构体的六六六、滴滴涕的最低检测浓度为0．30-3．89ng／g。     

典型稀土矿区周边土壤中稀土元素含量及赋存形态研究

研究不同类型稀土矿区周边土壤中稀土元素(REE)的含量与形态特征,可为矿区周边污染环境治理提供理论支持与科学建议。本文采用欧盟BCR顺序提取法、电感耦合等离子体质谱测定的方法,对内蒙古白云鄂博稀土尾矿区和江西赣南稀土矿区周边6个土壤样品中15种稀土元素进行了含量及形态分析测定。结果表明:矿区周边土壤中稀土元素总量约为264～15955μg/g,明显高于全国土壤背景值(186μg/g),白云鄂博尾矿区周边土壤富集轻稀土元素,稀土元素主要以残渣态富集,占总含量的64.0%～89.4%,生物有效性较低,对环境影响较小;赣南矿区周边土壤富集重稀土元素,稀土元素的主要存在形式是弱酸提取态和可还原态,占总含量的70%以上,易发生迁移转化及对周边环境造成污染。土壤中稀土元素的形态分布与pH值有显著相关性,随着土壤pH值的降低,稀土元素的弱酸提取态含量不断升高,残渣态含量不断降低。     

常压微波技术萃取土壤中有机氯农药

利用常压微波萃取技术提取土壤样品，经佛罗里硅土柱净化后用气相色谱检测（电子捕获检测器）其中13种有机氯农药。试验了丙酮／正己烷混合溶液的提取条件，考察了提取时间、提取温度和提取功率对提取效率的影响，并与索氏提取及超声波提取进行比较。在优化的萃取条件下，常压微波萃取20min重复测定的平均回收率为84．26％-105．2％，相对标准偏差（RSD，n=5）为0．52％-18．6％。方法的检出限为0．033—0．853ng／g。     

3种特殊土物理力学性质指标统计分析

常规物理力学指标可以良好反映土的工程性质。收集全国范围内软土、黄土和红土的相关专著、科技论文和地震安全性评价报告,统计得出3种特殊土各项物理力学指标的范围、平均值和变异系数,通过对各项物理力学指标间的相关性分析,对3种特殊土的工程特性进行了研究。对比结果发现：3种特殊土物理性质的变异系数总体较小、较为稳定,而力学性质的变异系数变化较大、离散程度较高;3种特殊土各项物理力学性质指标间存在相关性,或呈线性关系,或呈带状变化,同类指标软土和红土的相关系数高于黄土。通过回归拟合方法给出了|r|∈[0.5,1.0]的拟合公式,利用线性关系检验方法对公式的精度和准确性进行检验,结果表明：本文给出的拟合公式F>F_0.05,回归效果较为显著,便于工程应用。     

偏硼酸锂熔矿-超声提取-电感耦合等离子体发射光谱法测定岩石水系沉积物土壤样品中硅铝铁等10种元素

采用偏硼酸锂熔矿分解样品,超声波振动提取,电感耦合等离子体发射光谱法同时测定同一份溶液中的硅、铝、铁、钙、镁、钾、钠、磷、锰、钛等组分。通过对岩石、水系沉积物和土壤国家一级标准物质测定验证,方法的准确度、精密度能够满足样品中各元素定量分析的要求。     

超声波振动下不同应力条件对岩石强度影响的试验

振动有助于碎岩,以往关于振动碎岩机理的研究大多在低频率段展开。为填补超高频率段下振动碎岩机理的空白,采用单轴动静组合加载模式,开展了超声波振动下不同应力条件对岩石强度影响的试验研究,其中超声波振动频率为20kHz,预压范围为100～500N。研究结果表明:当预压小于200N时,岩石内部应力状态无法满足强度准则,岩石强度下降不明显;当预压大于等于200N时,岩石强度随振动时间的增加而逐渐降低且存在最优预压力值(400N)使得岩石强度最低。缩短振动频率与岩石固有频率的差值有利于提高超声波振动碎岩效率。     

超声波振动下非均匀岩石损伤过程数值模拟与试验

在振动载荷作用下,岩石内部细观缺陷的发展将导致其宏观力学性能的劣化。为了提高超声波振动碎岩效率,采用数值模拟与实验研究相结合的方法,对超声波振动下岩石内部的损伤过程进行分析;采用有限元与统计技术相结合的方法,建立岩石二维模型,引入损伤增量因子的概念,分析岩石非均匀性对岩石裂纹扩展过程的影响。研究结果表明:1)岩石材料在超声波振动下的损伤过程分为萌生、扩展、贯通3个阶段,随着非均匀系数的增加,岩石原始裂纹的扩展效率逐渐加快。2)损伤因子存在一个临界值,约为0.005 4:当某一时刻岩石的损伤因子低于0.005 4时,损伤增量因子与非均匀系数的响应关系不明显;当损伤因子高于0.005 4时,损伤增量因子随着非均匀系数的增大而急剧增大,此时岩石非均匀性对损伤因子的影响不容忽视。