元素提取器周围土壤的pH值变化

电提取过程依赖直流电场的作用,直流电场持续作用导致土壤介质pH值的变化,当这种变化达到一定程度,又将对电提取过程产生不利影响。因此,它们之间相互关系的研究是电提取方法应该面对的课题。本文通过实际试验数据,揭示和反映了电提取过程中元素提取器周围土壤pH值变化的强度和范围,为上述问题研究提供了初步资料依据。     

河北蔡家营铅锌多金属矿地电化学提取有效性及提取条件试验

通过干旱-半干旱风成砂覆盖区蔡家营铅锌多金属矿315勘探线上地电化学有效性及条件性试验发现：在该景观区及矿床条件下,地电化学测量较常规土壤测量异常显示效果更佳,具有更大的勘查适用性。在测量条件方面：①随电提取时间的增加,Pb、Zn等主成矿元素异常显示效果有变好的趋势,埋藏更深的矿体上方逐步出现较明显的地电化学元素异常,但Cd、Cu等元素在不同的提取时间条件下均可取得较为一致的提取效果;②使用人工外电场和在提取极土壤中添加井水等提取液可保证地电化学测量获得较好的异常显示效果,是电提取过程的必要条件。     

地电化学提取法机理研究

通过系统地研究几种矿物及土壤中的铜离子在电场作用下的溶出机理及迁移规律，得出地电化学提取法中的一般规律。在激发电场作用下，土壤中矿物的成矿元素可被加速溶出，并发生难溶形态→溶解度稍大的形态→可溶形态转化。同时离子的扩散系数最大比未加电场时增大约500倍．离子的迁移速度也增大了约50倍，流量也有明显提高。地电提取法提取的元素异常主要来源于电极周围附近的土壤(及所含的矿物)中。该异常是深部矿物所形成的离子晕的结果．并且与土壤中矿物元素的化学形态有关。     

风成砂覆盖区地电化学提取前后土壤中元素赋存状态变化研究

在洛恪顿铅锌多金属矿5勘探线地电化学勘查剖面上采集了电提取前后的土壤样品,开展了全量及顺序提取"七步法"分析测试,对比结果表明:地电化学过程所提取的元素是以多种相态存在于土壤介质中的,以水溶态、离子交换态、碳酸盐结合态等活性相态为主,同时颗粒较小的弱活性相态,甚至残渣态颗粒也可被电化学过程所迁移、吸附;电提取后,土壤中多数元素某一种或几种相对活性相态含量与矿体产生了极好的空间对应关系;较浅的运积物覆盖层及深部有矿体或矿化体存在,可导致电提取后土壤中多数微量金属元素全量显著增加,这表明地电化学方法在运积物覆盖区具有较大的勘查适用性。     

全国土壤污染状况详查重金属元素可提取态提取试剂的选择

土壤重金属元素可提取态是衡量其生物有效性的重要指标,但其含量随着土壤酸碱性等环境条件的变化而改变,在提取土壤重金属元素可提取态时,不可避免地面临着提取剂与提取方法的选择。中国有关土壤重金属元素可提取态的标准分析方法或技术规范涉及的提取剂多达7种(pH=5.8盐酸溶液、0.1mol/L盐酸溶液、0.43±0.02mol/L硝酸溶液、0.11mol/L乙酸溶液、1mol/L硝酸铵溶液、0.005mol/L DTPA浸提剂、0.01mol/L氯化钙溶液),不同学者对不同提取剂有不同的研究结论,对于通用提取剂的系统研究未见报道。本文选择代表性农耕土壤样品,采用以上7种提取剂提取其中8种重金属元素(镉镍铜锌铬铅砷汞),电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定镉铬铜铅锌镍含量,原子荧光光谱法(AFS)测定砷和汞含量,对比了7种提取剂对各重金属元素的提取率,并研究了土壤酸碱性质对重金属元素提取率的影响。结果表明：(1)稀酸溶液对土壤重金属元素的提取率较高,且与土壤的酸碱性无关;(2) 1mol/L硝酸铵溶液虽然对镉的提取能力表征了镉在酸性土壤中的活性远大于碱性土壤的特点,但其对碱性土壤中铅的提取率...     

广东凡口铅锌矿区灰岩风化土壤指示元素富集粒度及存在形式研究

通过广东凡口铅锌矿区灰岩风化残积土壤指示元素富集粒度和存在形式的研究,证实了指示元素在粗、细两端元粒级富集的倾向。但小于200目的细粒级富集稳定性更好。建议将野外直接过200目筛网的土样送交分析。证实了铁锰氧化物是指示元素的主要载体相。锰氧化物比铁氧化物更富集成矿元素。采用土壤重砂的电磁性部分作为样品介质或采用部分提取的方法,均可提高土壤地球化学异常衬度和分析灵敏度。     

电提取技术中载体物质应用效果提高的途径

电提取器中用来承载提取物的载体, 从最初的"液体"发展为"固体", 为方法的实用性和标准化发展找到了方向。固体载体物质的粒度和纯度是提高元素提取效果的主要方面。对载体物质进行工艺性提纯处理, 并加工到适宜的粒度范围, 将可增强其技术作用。     

固体载体型元素提取器研制

基于地电化学方法的发展状况及存在问题,分析了地电化学方法的技术改进思想及思路,研制了使用固体材料作为载体物质的"固体载体型元素提取器"。该装置具有轻便、实用、可操作性强、工作效率高等特点,已初步具备规模化应用推广条件。     

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。     

土壤重金属生物有效性研究进展

土壤重金属污染具有巨大环境风险。笔者围绕土壤重金属元素生物有效性(可给性)概念、元素形态与有效性影响因素、有效态(可给态)实验技术,综述了国内外研究现状。土壤金属元素形态和生物有效性取决于其地球化学行为、元素成因来源、土壤理化条件(p H值、有机质、粘土矿物与化学活性矿物、土壤粒级组成等)以及植物根际效应等。选择性单步提取和连续提取是检测土壤元素形态、有效态的有效和可行方法。针对手—口是土壤铅等污染物在儿童群体暴露的重要途径,发展了生物可给态体外试验方法。土壤污染物生物有效性和可给性已成为土壤污染风险评价的重要指标参数,实验成果也为土壤污染修复提供了重要依据。     

地电化学异常形成机理初探

一直以来,人们都倾向认为地电化学方法取得的异常是由其吸附的金属离子引起,文中通过多个矿区地电化学试验发现,电提取微量元素异常往往与Fe、Al等常量元素异常高度一致,而Fe、Al等常量元素是组成粘土矿物的主要成分。进一步对地电化学泡塑样品开展扫描电镜观测,发现电提取后泡塑载体样品中存在大量的大小从数微米至数十微米的粘土矿物颗粒。由此初步推断,当前所使用的地电化学方法取得的异常很大程度上是由土壤中存在的具有电活动性的极细粒粘土矿物颗粒引起,地电化学提取过程对这些粘土矿物颗粒具有选择性吸附。     

AB-DTPA通用提取剂法测定土壤地球化学样品元素有效性的可行性研究

在多目标地球化学调查基础上进行的生态地球化学评价工作已陆续在各省展开,这项工作需要首先解决的问题是大批量土壤样品、多元素指标有效态的分析测试。常规的元素有效态分析方法针对性强,但操作繁琐,并且目前仅有个别重金属元素有国家标准的有效态分析方法,因此需要选择一种可以对不同类型土壤、不同元素指标通用的有效态提取剂。在已有研究工作基础上,为了进一步探讨用AB-DTPA提取量替代常规分析方法测定结果的可行性,对不同酸碱性土壤进行了试验研究,结果证明以AB-DTPA提取的元素有效量结果重现性好,且与标准方法分析结果之间以及与农作物籽实含量之间都有很好的相关性(除As),初步说明用AB-DTPA作为不同类型土壤的多元素有效态通用提取剂,可以满足多目标地球化学调查和生态地球化学评价研究的需要。     

振荡提取和超声提取用于土壤样品中元素形态分析

采用振荡提取和超声提取两种提取方式对土壤样品中Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Cr、Cd、Mn、As、Sb、Hg、Se等12种元素形态分析进行了实验,对超声提取时间进行了详细研究,比较了振荡提取和超声提取的精密度和准确度。结果表明,在元素离子交换态(包含水溶态)、碳酸盐结合态、腐殖酸结合态、铁锰氧化物结合态提取中,采用超声提取技术可以大大减少提取时间,总提取时间仅为3.2 h,工作效率比振荡提取提高5倍。超声提取的精密度优于振荡提取,方法精密度为3.1%～34.8%(n=12),准确度(各态量之和与全量相对误差)为0.34%～11.85%,准确度、精密度均能满足《生态地球化学评价样品分析技术要求》(DD 2005-03)》。超声提取条件更易掌握和控制,方法简单快速,适合于批量样品分析,已用于分析数万件生态地球化学评价样品。该方法已列入DD2005-03中,为指定的多目标区域地球化学调查土壤样品形态分析方法。     

湖南大根垄钨多金属矿地电提取法机理

笔者以湖南大根垄钨多金属矿为试验研究区,以20 m点距在已知矿体上方取土壤样,并按照24 h提取时间、1 000 mL HNO₃提取液、50 cm电极间距等工作条件进行了地电提取试验。结果表明,地电提取前后土壤中的元素含量变化不大,被提取到的金属元素应属土壤金属总量的一部分。次生晕与地电提取的异常形态对比发现:Co、Ni较清晰,W次之,Cr无异常;元素的异常特征主要取决于土壤中该元素的活性形式所占比例。综合分析认为地电提取异常与矿体的相对位置有关:矿体的下坡位置以及控矿断裂附近容易形成异常,距离原生矿体太近则会对异常有明显干扰。在本矿区,矿体风化程度越高对Co、Ni的地电提取异常越有利;其异常宽度一般比次生晕窄。     

桂林典型岩溶区和非岩溶区土壤剖面钙镁形态迁移对比

文章以桂林典型岩溶区和非岩溶区土壤剖面为研究对象,采用改进的Tessier元素形态连续提取法,测定岩溶区和非岩溶区土壤钙（Ca）和镁（Mg）元素离子交换态（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）和残渣态等形态,探讨岩溶区和非岩溶区土壤Ca、Mg形态在土壤剖面中的迁移变化特征。结果表明:（1）岩溶区石灰土剖面中,随剖面深度加深,pH值增大,而土壤有机质、全氮（N）、全磷（P）含量减少,Ca元素主要以交换态存在且在各土壤剖面中含量相近,Mg元素主要是以残渣态赋存在土壤剖面中,随着土壤剖面深度腐殖酸结合态百分比减少,存在累积现象;（2）在非岩溶地区酸性土壤中,土壤总钙较低。在土壤剖面0~60 cm以强有机结合态为主,深层剖面（大于60 cm）以残渣态为主;Mg元素有效态含量较低,非岩溶区土壤Mg元素以腐殖酸结合态和残渣态为主,与岩溶区土壤类似,非岩溶区Mg元素在土壤中也存在一定累积。      

钙、铁、铝形态对岩溶石灰土磷有效性的影响

为揭示钙、铁、铝形态与岩溶地区土壤磷有效性关系,通过改进的BCR元素形态连续提取法获取石灰土不同发育阶段土壤矿质元素赋存形态,并分析与总磷及速效磷含量之间的相关关系。初步研究表明:石灰土壤中全磷和速效磷在石灰土发育过程呈降低趋势,从黑色石灰土到黄色石灰土,总磷降低了76.7%,速效磷减少了84.7%。石灰土总磷与速效磷同酸溶态、可还原态及残渣态钙,可氧化态铁、铝和可还原态铝显著正相关,而同总铁、总铝以及残渣态铝显著负相关,相关系数绝对值均达到0.9以上。随着石灰土发育进行,钙总量及其形态均降低,而铝、铁总量和形态呈增加趋势,可能导致岩溶地区石灰土磷及其有效性缺乏越发突出。      

重铬酸钾保护氯化钙提取-原子荧光光谱法测定土壤中可提取态汞

为了更好地对土壤中可提取态汞进行测定,针对目前常用的氯化钙提取-原子荧光光谱法测定土壤中可提取态汞的方法存在测定结果偏低和重现性差的问题,对该方法进行优化。研究采用在氯化钙提取液提取可提取态汞的滤清液中加入适量的重铬酸钾作为保护剂,以保护提取液中的汞不被器壁、溶液胶体吸附,从而解决溶液放置一段时间后测定结果偏低和重现性差的问题,同时考察了测定酸度、硼氢化钾浓度、提取温度、提取液浓度、土液比、提取时间和重铬酸钾的加入量对测定结果的影响,并优选出最佳条件：测定酸度为10%(V/V)的盐酸、硼氢化钾的浓度为10 g/L、提取温度为20℃±2℃、提取液浓度为0.01 mol/L、土液比为1∶10、提取时间为60 min、重铬酸钾的加入体积为2.0 mL。试验结果表明,以本试验推荐的最佳条件测定土壤中的可提取态汞,精密度(RSD,n=7)小于5%,相对误差(RE)小于5%,适用于土壤中可提取态汞的测定。     

残坡积土壤层中铁锰氧化物的吸附特性及其地球化学找矿意义

作者用不同方法研究了粤北某铅锌矿区近矿灰岩风化土壤中铁锰氧化物对微量元素的富集作用。发现铁锰氧化物对Sb、Pb、Cd、Ni等元素具有强烈的吸附作用;对Zn、Cu等21种元素有程度不等的吸附;对Ti、Sr等12种元素不吸附。据此,作者认为在土壤地球化学找矿中,应着重在铁锰结核层和铁锰粘土层取样,或用编提取方法分析铁锰氧化物相的元素含量,强化异常,提高找矿效果。     

电提取过程作用条件问题讨论

本文对电提取方法中作用条件一致问题进行了理论探讨和分析。认为分道电流的大小是地下综合因素的总体反映,同某一具体种类的提取物含量间不存在线性空间对应关系。因此,分道“电流调节一致”的技术措施并不能保证、甚至有碍各个分道在电提取过程中作用条件的一致。并指出,过程作用条件一致的重要因素决定于电场电压。     

对电提取离子法找金适用性的看法

本文介绍的找金新方法——电提取离子法,通过在已知金矿点上的试验,不仅取得了较好结果,更重要的是通过对提取电源的试验对比,证明选用微型电池(1.5V)进行提取也可获得满意结果,从而大大提高了方法的野外适用性。