参照T essier的分析方法,确定土壤重金属形态分析方法如下:
可交换态:称取样品1.00克于10ml离心管中,加入1mol/LMgCl2溶液8ml(ph=7),在18摄氏度恒温水浴振荡器中以200次/min的速度振荡1小时,然后在离心机上以4000r/min离心30min,将上清液和沉淀分离,上清液测重金属元素,沉淀留在原离心管中。
碳酸盐态:在原离心管中加入1.0mol/LNaAc8ml(用HAc调到ph=5)在20摄氏度恒温水浴振荡器中以200次/min的速度震荡1.5小时,然后改变振荡速度至100次/min振荡16小时,用上述同样方法离心分离,上清液测重金属元素,沉淀留在原离心管中。
铁锰氧化态:用0.04mol/LNH2·HAc(4.5mol/l)溶液20ml将离心管中的沉淀转入另一支25ml离心管中,在96摄氏度的恒温箱中保持3小时(期间每隔10min 搅动一次),用上述同样方法离心分离,上清液测重金属元素,沉淀留在原离心管中。
有机态:在原25ml离心管中加入0.02mol/LHNO3 3ml,再加入30%H2O2 5ml (HNO3调到PH=2),在83摄氏度的恒温箱中保持1.5小时(期间每隔10min 搅动一次),然后再加入30%H2O2 3ml,继续在83摄氏度的恒温箱中保持1.1小时(期间每隔10min搅动一次);取出冷却到室温后加入3.2mol/LNH4Ac(3.2mol/LHNO3)5Ml,并将样品稀释到20ml,放入20摄氏度恒温水浴静置10小时,用上述同样方法离心分离,上清液测重金属元素,沉淀留在原离心管中。
残渣态:将在原25ml离心管中的沉淀转入另一支30ml的聚乙烯坩埚中,用HF、HCL、HNO3、HClO4混酸溶样。
用修改的BCR连续提取I}51,共进行4步:①用0.11 mol/L醋酸溶液提取,②用0.5-1/T
的盐酸轻胺提取,③用PH为2的过氧化氢消化后1.Omol/L醋酸氨溶液(用浓HNO,调PH值至
2)提取,④上述残渣再用王水消化提取,以上提取液中重金属含量分别用
TCP-AES测定,其中Cd和Pb用GFAAS测定,锥个提取过程用土壤标样I-oct-97 # 6进行质量控制
1. 4. 2 重金属形态分级方法
交换态:称取1 g 干燥土壤,加入8 mL 1 mol·L - 1MgCl2,在pH 7. 0 (20 ±3)℃条件下振荡30 min,取上清液待测定(第一分级)。
碳酸盐结合态:将以上残余物加入8 mL 1 mol·L - 1 NaOAc ,在pH5. 0 (20 ±3 )℃条件下,连续浸提1. 5 h 后,离心分离30 min,取上清液待测(第二分级)。Fe - Mn 氧化物结合态:将以上残余物加入0. 04mol·L - 1 NH2OHHCl 之HOAc(25%, V / V) 20 mL,在pH2. 0,温度96 ℃±2 ℃条件下,偶尔搅动反应3 h 后离心分离,取上清液待测(第三分级)。
有机结合态:将第三分级残余物加0. 02 mol·L - 1 HNO3 5 mL,再加30%(V / V)H2O2 25 mL(HNO3 调pH 为2 ) ,偶尔搅动反应1. 5 h;混合物经85 ℃水浴加热5 min,浸提6 h 后加3 mol·L - 1 NH4OAc 之HNO3(20%,V / V)液5 mL,室温下静置9. 5 h 后离心分离,取上清液待测(第四分级)。
残渣态:利用差减法计算残渣态含量,用重金属的总量减去其他4 种形态重金属含量,剩余的即确认为重金属的残渣态含量。重金属全量分析:称取风干的土壤
样品1 g,加入9 mL HNO3 和3 mLHClO4,加热至干,用5%HNO3 稀释定容至25 mL,待测定。
参照T essler 1984 的五步连续提取法进行重金属形态
分析方法有以及近年来有关重金属形态分析方法的研究进
展[17~22] 采用以下步骤
1 将4 种样品材料自然风干碾磨过筛100 目
2 每个样品称取2.0 g 然后用快速水分测定仪进行水分测定后置于50 ml 离心管中再按以下步骤分级提取
A 可交换态样品加人MgCl2 溶液pH 7.0 16 ml在室温下以200 次/min 的速度
振荡2 h 然后在离心机上以3 000 r/min 离心45 min 将清液和沉淀分离沉淀留在原离心管中清液提取放入锥形瓶中加入7 ml 浓硝酸消解至小体积取下稍冷加适量体积分数为1%的稀硝酸温热溶解可溶盐类最后用定量滤入50 ml 容量瓶定容B 碳酸盐态结合态在提取组分1 后的残渣中加人1.0mol/L NaAc-HAc 溶液用HAc 调到pH=5 16 ml 在室温下以200 次/min 的速度振荡5 h 然后用与上述相同的方法离心分离沉淀留在原离心管中清液提取放入锥形瓶中然后与上述相同方法处理
C 铁锰氧化物结合态在提取组分2 后的残渣中加入0.04 mol/L NH20H HCl 氯化羟胺溶液40 ml 在85水浴2 h 后以200 次/min 的速度振荡4 h 然后用前述的
方法离心分离沉淀留在离心管中清液提取放入锥形瓶中然后与上述相同方法处理
D 有机物结合态在提取组分3 后的残渣中加入0.02mol/L HNO3 溶液6 ml 和30 的H2O2 (用HNO3 调到pH2) 10 mL 在85 水浴1 h 后以200 次/min 的速度振荡1h 然后再加入30 的H2O2 (用HNO3 调到pH 2) 6 ml 继续在85 水浴4 h 后以200 次/min 的速度振荡1.5 h 取出冷却到室温后加入0.02 mol/L HNO3 溶液10 ml 再以200 次/min 的速度振荡0.5 h 然后加入5 ml 3.2 mol/L 醋酸氨于20% (V/V) HNO3 溶液中稀释到20 ml 震荡30 min离心分离清液提取放入锥形瓶中沉淀留在原离心管中待处理
E 残渣态将原离心管中的沉淀转移到锥形瓶中采用测土壤中重金属的含量的
方法进行测定
1.3 金属形态分析试验
本实验采用优化的BCR连续萃取方法进行形态分析.连续萃取后重金属4个形态
浓度之和接近于用HNO3一HF一HC103一H202消化后测定的金属总浓度.优化的BCR连续萃取实验.
酸溶解态:准确称取1g土样,加入40mL的0.11 mol/ L HOAc,在室温下(22℃)振荡16h;在3 000次/min的离心力下离心分离20 min,上清液用于测定酸溶解态的金属浓度
铁一锰氧化物结合态:向步骤1后的剩余物加人40 mL的0.5 mol/LNH40H·HCl,用HNO3将pH值调至1.5,在室温下(22℃)振荡16h;在3000次/min的离心力下离心分离20 min,上清液用于测定铁一锰氧化物结合态的金属浓度
硫化物及有机结合态:向步骤2的剩余物中加人10mL的H202(pH 2一3),在室温下静置1h;再加热到85℃静置1h;然后再加人10 mL的H202;温度维持在85℃静置1h;最后加入50 mL的1 mol/L NH4OAc(pH 2),振荡16 h;在3000次/min的离心力下离心分离20 min,上清液用于测定硫化物及有机结合态的金属浓度。
残渣态:向步骤3中加人3mL的去离子水、7.5mL6mo1/L的HCl和2.5mL14mo1/L
的HNO3;20℃下静置过夜,冷凝回流2 h,冷却,过滤,测定残渣态金属浓度形态分析实验采用欧共体标准局的三步具体步骤如下:
(1) BI (水溶态、可交换态、碳酸盐结合态):称取约0.5克土样,加入40ml 0.lmol/L 醋酸(CH3COOH ),室温下振荡16h,离心10分钟(4000r/min),吸出上清液分析。
(2) B2 (铁一锰氧化物结合态)经1处理后的残余物在室温下用40ml 0.01mol/L的盐酸羟氨(NH2OH·HC1)提取,提取前用HNO3。将pH调至2.0。室温下振荡16h,离心10分钟(4000r/min),吸出上清液分析。
(3) B3 (有机物与硫化物结合态):经2处理后的残余物在室温下用10m1 30%过氧化氢提取,室温下振荡1h,然后在850C下振荡1h,然后利用HN03将pH调至2.0,在加人50ml 1mol/L醋酸铵(NH4A c)提取,室温下振荡16h,离心10分钟
(4000r/min),吸出上清液分析。
(4) 残余态:对步骤3处理后的残余物,利用硝酸一高氯酸在聚四氟乙烯高压消化罐中在1800C消解9个小时。取出定容,过滤,分析。
总量测定:称取一定量的土壤样品,加入5ml硝酸和lml高氯酸于聚四氟乙烯高压消化罐预消解12h,之后转移到恒温箱在180℃消解9个小时。取出定容,过滤,分析。
重金属污染来源、分布、治理方法 点击次数:2540 发布时间:2011-2-16 摘要:文章阐明了重金属污染物来源与分布,同时对国内外土壤重金属污染治理的研究工作做了系统的综述,提出了土壤中重金属污染物防治的环境矿物学新方法,利用环境矿物材料治理土壤重金属污染物的方法,具有成本低、效果好、无二次污染及有用金属可回收利用等优点,展现出广阔的环境矿物学研究与应用前景。并提醒人们要提高土壤质量意识,保护生态环境。 重金属系指密度4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。砷、硒是非金属,但是它的毒性及某些性质与重金属相似,所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。环境污染方面所指的重金属主要是指生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及类金属砷,还包括具有毒性的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等污染物。 随着全球经济化的迅速发展,含重金属的污染物通过各种途径进入土壤,造成土壤严重污染。土壤重金属污染可影响农作物产量和质量的下降,并可通过食物链危害人类的健康,也可以导致大气和水环境质量的进一步恶化。因此引起世界各国的广泛重视。目前,世界各国土壤存在不同程度的重金属污染,全世界平均每年排放Hg约1.5万 t、Cu为340万 t、Pb为500万 t、Mn为1500万 t、Ni为100万 t。中国北方大城市的蔬菜基地和部分商品粮基地也存在着不同程度的重金属污染,如北京、天津、西安、沈阳、济南、长春、郑州等地;。 南方相对较轻,如福州、宁波、上海、武汉、成都等地。土壤重金属污染将会造成生态系统的严重破坏。从中国土壤资源状况看,到2000年底中国人均耕地仅为0.1 hm2,而且随着今后中国经济社会的发展如生态退耕、农业结构调整及自然灾害损毁等,土壤资源将进一步减少。因而如何有效地控制及治理土壤重金属的污染,改良土壤质量,将成为生态环境保护工作中十分重要的一项内容。 重金属污染原理 重金属,特别是汞、镉、铅、铬等具有显著和生物毒性。它们在水体中不能被微生物降解,而只能发生各种形态相互转化和分散、富集过程(即迁移)。重金属污染的特点是:(1)除被悬浮物带走的外,会因吸附沉淀作用而富集于排污口附近的底泥中,成为长期的次生污染源;(2)水中各种无机配位体(氯离子、硫酸离子、氢氧离子等)和有机配位体(腐蚀质等)会与其生成络合物或螯合物,导致重金属有更大的水溶解度而使已进入底泥的重金属又可能重新释放出来;(3)重金属的价态不同,其活性与毒性不同。其形态又随pH和氧化还原条件而转化。(4)在其危害环境方面的特点是:微量浓度即可产生毒性(一般为1~10毫克/升,汞、镉为0.01~0.001毫克/升);在微生物作用会转化为毒性更强的有机金属化合物(如洋-甲基汞);可被生物富集,通过食物链进入人体,造成慢性路线。亲硫重金属元素(汞、镉、铅、锌、硒、铜、砷等)与人体组织某些酶的巯基(-SH)有特别大的亲合力,能抑制酶的活性,亲铁元素(铁、镍)可在人体的肾、脾、肝内累积,抑制精氨酶的活性。六价铬可能是蛋白质和核酸的沉淀剂,可抑制细胞内谷胱甘肽还原酶,导致高铁血红蛋白,可能致癌,过量的钒和锰(亲岩元素)则能损害神经系统的机能。 本文主要从土壤中重金属污染物来源与分布、土壤中重金属污染物的现行治理方法入手,提出土壤中重金属污染物防治的环境矿物学新方法。旨在保护环境,提高土壤的环境质量。 1 土壤中重金属污染物来源与分布 土壤中重金属的来源是多途径的,首先是成土母质本身含有重金属,不同的母质、成土过程所形成的土壤含有重金属量差异很大。此外,人类工农业生产活动,也造成重金属对大气、水体和土壤的污染。 1.1 大气中重金属沉降
土壤中重金属形态分析方法 赵梦姣 (湖北理工学院环境科学与工程学院) 摘要:介绍了土壤重金属的形态及各种分析方法, 重点说明了土壤中重金属形态分布及影响因素;讨论了影响土壤环境中重金属形态转化的因素, 重金属形态与重金属在土壤中的迁移性、可给性、活性的关系, 重金属污染土壤修复与重金属形态分布的关系。形态分析在一定程度上反映自然与人为作用对土壤中重金属来源的贡献, 并反映重金属的生物毒性。 关键词: 土壤; 重金属; 形态分析;分析方法 自20 世纪70 年代以来重金属污染与防治的研究工作备受关注,目前重金属污染物已被众多国家列为环境优先污染物。重金属的总量往往很难表征其污染特性和危害,环境中重金属的迁移转化规律、毒性以及可能产生的环境危害更大程度上取决于其赋存形态[1],不同的形态产生不同的环境效应。土壤的重金属污染是当今面积最广、危害最大的环境问题之一,其所含的重金属可以通过食物链被植物、动物数十倍的富集[2], 但土壤中的重金属的毒性不仅与其总量有关, 更大程度上由其形态分布所决定。环境中重金属的迁移性、生物有效性及生物毒性与重金属污染物在土壤中的存在形态有关, 因此, 土壤中的重金属形态分析已成为现代分析化学特别是环境分析化学领域的一个热门研究方向。
1重金属的形态及形态分析方法 根据国际纯粹与应用化学联合会的定义,形态分析是指表征与测定的一个元素在环境中存在的各种不同化学形态与物理形态的过程[3]。形态分析的主要目的是确定具有生物毒性的重金属含量,当所测定的部分与重金属生物效应或毒性一致时,形态分析的目的就可实现。重金属形态是指重金属的价态、化合态、结合态和结构态4个方面,由于土壤化学结构复杂及各种影响因素复杂多变,对土壤中的重金属形态分析,与水环境中重金属的分析方法:如溶出伏安法、离子选择电极法不同,土壤中重金属大多采用连续提取的形态分析方法对样品进行浸提和萃取,然后用原子吸收光谱法测定提取液中的每种形态重金属的浓度,许多学者关于土壤中重金属形态提出了不同的方法。FORSTNER[4]则提出了7步连续提取法,将重金属形态分为交换态、碳酸盐结合态、无定型氧化锰结合态、有机态、无定型氧化铁结合态、晶型氧化铁结合态、残渣态; SHUMAN[5]将其分为交换态、水溶态、碳酸盐结合态、松结合有机态、氧化锰结合态、紧结合有机态、无定形氧化铁结合态和硅酸盐矿物态8种形态;为融合各种不同的分类和操作方法,CAMBRELL[6]认为土壤中重金属存在7种形态,即水溶态、易交换态、无机化合物沉淀物、大分子腐殖质结合态、氧化物沉淀吸收态、硫化物沉淀态和残渣态;而具有代表性的形态分析方法是由TIESSER等人提出的[7]。将土壤或者沉积物中的金属元素分为可交换态、碳酸盐结合态、铁-锰氧化物结合态、有机物结合态与残渣态。在TIESSER方法的基础上,欧共体标准物质局(European
重金属各元素 砷 砷(As)是人体非必须元素,元素砷的度相较低而砷的化合物均有剧毒,三价砷化合物比五价砷化合物毒性更强,有机砷对人体和生物都有剧毒,砷通过呼吸道、消化道和皮肤接触人体。如摄入量超过排泄量,砷就会再人体的肝、肾、肺、子宫、胎盘、骨骼、肌肉等部位,特别是在毛发、指甲中蓄积,从而引起慢性砷中毒,潜伏期可长达几年甚至几十年。慢性砷中毒有消化系统症状、神经系统症状和皮肤病变等。砷还有至癌作用,能引起皮肤癌。砷危害植物作物的原因是由于砷阻碍了作物中水分的输送,使作物根以上的地上部分氮和水分的供给受到限制,造成作物枯黄。在一般情况下,土壤、水、空气、植物和人体都含有微量砷,对人体不会造成伤害。砷是我国实施排放总量控制的指标之一,砷的污染主要来源于采矿、冶金、化工、化学制药、农药生产、纺织、玻璃、制革等部门的工业废水。 测定砷的两个比色法,新银盐分光光度法和二乙氨基二硫代甲酸银光度法,其原理相同,具有类似的选择性。但新银盐分光光度法测定速度快、灵敏度高,适合于水和废水的测定,特别是对天然水样,而二乙氨基二硫代甲酸银光度法适合分析水和废水,但使用三氯甲烷,会污染环境。氢化物发生原子吸收法是将水和废水中的砷以氢化物形式吹出,通过加热产生砷原子,从而进行定量。样品采集后,用硫酸将样品酸化至pH<2保存,废水样品酸化至含酸达1%。现多以采用原子荧光法测定。 镉 镉(Cd)不是人体必须的元素,镉的毒性很大,它可通过食物链进入动物和人体,可以在人体内蓄积,主要蓄积在肾脏,引起泌尿系统的功能变化,镉在人体内形成镉硫蛋白,它与含羟基、氨基、巯基的蛋白质分子结合,影响酶的功能,导致蛋白尿和糖尿等;镉还能影响维生素D3的活性,使骨质疏松、萎缩、变形等。镉对植物的危害表现在其破坏叶绿素,从而降低光合作用,还能使花粉败育,影响植物生长、发育和繁殖。水中含镉0.1mg/L时,可轻度抑制地表水的自净作用。用含镉0.04mg/L的水进行农业灌溉时,土壤和稻米就会受到明显的污染。
重金属污染来源、分布、治理方法 摘要:文章阐明了重金属污染物来源与分布,同时对国内外土壤重金属污染治理的研究工作做了系统的综述,提出了土壤中重金属污染物防治的环境矿物学新方法,利用环境矿物材料治理土壤重金属污染物的方法,具有成本低、效果好、无二次污染及有用金属可回收利用等优点,展现出广阔的环境矿物学研究与应用前景。并提醒人们要提高土壤质量意识,保护生态环境。 重金属系指密度4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。砷、硒是非金属,但是它的毒性及某些性质与重金属相似,所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。环境污染方面所指的重金属主要是指生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及类金属砷,还包括具有毒性的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等污染物。 随着全球经济化的迅速发展,含重金属的污染物通过各种途径进入土壤,造成土壤严重污染。土壤重金属污染可影响农作物产量和质量的下降,并可通过食物链危害人类的健康,也可以导致大气和水环境质量的进一步恶化。因此引起世界各国的广泛重视。目前,世界各国土壤存在不同程度的重金属污染,全世界平均每年排放Hg约1.5万t、Cu为340万t、Pb为500万t、Mn为1500万t、Ni为100万t。中国北方大城市的蔬菜基地和部分商品粮基地也存在着不同程度的重金属污染,如北京、天津、西安、沈阳、济南、长春、郑州等地;。 南方相对较轻,如福州、宁波、上海、武汉、成都等地。土壤重金属污染将会造成生态系统的严重破坏。从中国土壤资源状况看,到2000年底中国人均耕地仅为0.1 hm2,而且随着今后中国经济社会的发展如生态退耕、农业结构调整及自然灾害损毁等,土壤资源将进一步减少。因而如何有效地控制及治理土壤重金属的污染,改良土壤质量,将成为生态环境保护工作中十分重要的一项内容。 重金属污染原理 重金属,特别是汞、镉、铅、铬等具有显著和生物毒性。它们在水体中不能被微生物降解,而只能发生各种形态相互转化和分散、富集过程(即迁移)。重金属污染的特点是:(1)除被悬浮物带走的外,会因吸附沉淀作用而富集于排污口附近的底泥中,成为长期的次生污染源;(2)水中各种无机配位体(氯离子、硫酸离子、氢氧离子等)和有机配位体(腐蚀质等)会与其生成络合物或螯合物,导致重金属有更大的水溶解度而使已进入底泥的重金属又可能重新释放出来;(3)重金属的价态不同,其活性与毒性不同。其形态又随pH和氧化还原条件而转化。(4)在其危害环境方面的特点是:微量浓度即可产生毒性(一般为1~10毫克/升,汞、镉为0.01~0.001毫克/升);在微生物作用会转化为毒性更强的有机金属化合物(如洋-甲基汞);可被生物富集,通过食物链进入人体,造成慢性路线。亲硫重金属元素(汞、镉、铅、锌、硒、铜、砷等)与人体组织某些酶的巯基(-SH)有特别大的亲合力,能抑制酶的活性,亲铁元素(铁、镍)可在人体的肾、脾、肝内累积,抑制精氨酶的活性。六价铬可能是蛋白质和核酸的沉淀剂,可抑制细胞内谷胱甘肽还原酶,导致高铁血红蛋白,可能致癌,过量的钒和锰(亲岩元素)则能损害神经系统的机能。 本文主要从土壤中重金属污染物来源与分布、土壤中重金属污染物的现行治理方法入手,提出土壤中重金属污染物防治的环境矿物学新方法。旨在保护环境,提高土壤的环境质量。 1 土壤中重金属污染物来源与分布
重金属检测方法汇总 重金属检测方法及应用 一、重金属的危害特性 从环境污染方面所说的重金属,实际上主要是指汞、镉、铅、铬、砷等金属或类金属,也指具有一定毒性的一般重金属,如铜、锌、镍、钴、锡等。我们从自然性、毒性、活性和持久性、生物可分解性、生物累积性,对生物体作用的加和性等几个方面对重金属的危害稍作论述。 (一)自然性: 长期生活在自然环境中的人类,对于自然物质有较强的适应能力。有人分析了人体中60多种常见元素的分布规律,发现其中绝大多数元素在人体血液中的百分含量与它们在地壳中的百分含量极为相似。但是,人类对人工合成的化学物质,其耐受力则要小得多。所以区别污染物的自然或人工属性,有助于估计它们对人类的危害程度。铅、镉、汞、砷等重金属,是由于工业活动的发展,引起在人类周围环境中的富集,通过大气、水、食品等进入人体,在人体某些器官内积累,造成慢性中毒,危害人体健康。 (二)毒性: 决定污染物毒性强弱的主要因素是其物质性质、含量和存在形态。例如铬有二价、三价和六价三种形式,其中六价铬的毒性很强,而三价铬是人体新陈代谢的重要元素之一。在天然水体中一般重金属产生毒性的范围大约在1~10mg/L之间,而汞,镉等产生毒性的范围在0.01~0.001mg/L之间。 (三)时空分布性: 污染物进入环境后,随着水和空气的流动,被稀释扩散,可能造成点源到面源更大范围的污染,而且在不同空间的位置上,污染物的浓度和强度分布随着时间的变化而不同。(四)活性和持久性: 活性和持久性表明污染物在环境中的稳定程度。活性高的污染物质,在环境中或在处理过程中易发生化学反应,毒性降低,但也可能生成比原来毒性更强的污染物,构成二次污染。如汞可转化成甲基汞,毒性很强。与活性相反,持久性则表示有些污染物质能长期地保持其危害性,如重金属铅、镉等都具有毒性且在自然界难以降解,并可产生生物蓄积,长期威胁人类的健康和生存。 (五)生物可分解性: 有些污染物能被生物所吸收、利用并分解,最后生成无害的稳定物质。大多数有机物都有被生物分解的可能性,而大多数重金属都不易被生物分解,因此重金属污染一但发生,治理更难,危害更大。 (六)生物累积性: 生物累积性包括两个方面:一是污染物在环境中通过食物链和化学物理作用而累积。二是污染物在人体某些器官组织中由于长期摄入的累积。如镉可在人体的肝、肾等器官组织中蓄积,造成各器官组织的损伤。又如1953年至1961年,发生在日本的水俣病事件,无机汞在海水中转化成甲基汞,被鱼类、贝类摄入累积,经过食物链的生物放大作用,当地居民食用后中毒。 (七)对生物体作用的加和性: 多种污染物质同时存在,对生物体相互作用。污染物对生物体的作用加和性有两类:一类是协同作用,混合污染物使其对环境的危害比污染物质的简单相加更为严重;另一类是拮抗作用,污染物共存时使危害互相削弱。 二、重金属的定量检测技术
重金属在水体中的存在形态及污染特征分析 摘要阐述了重金属在水体中的存在形态类型及迁移性质,介绍了重金属迁移规律的研究方法,并分析了重金属在水体中的污染特征。 关键词重金属;水体;存在形态;迁移规律;污染特征 1重金属在水体中的存在形态 1.1存在形态的类型 要分析污染物在水体中的迁移转化规律,首先就要了解污染物在水体中以何种形式存在以及各存在形态之间的关系,对重金属污染物的研究也不例外。汤鸿霄提出“所谓形态,实际上包括价态、化合态、结合态和结构态4个方面,有可能表现出来不同的生物毒性和环境行为”,这里所分析的存在形态主要指重金属在水体中的结合态。水体中重金属存在形态可分为溶解态和颗粒态,即用0.45μm滤膜过滤水样,滤水中的为溶解态(溶解于水中),原水样中未过滤的为颗粒态(包括存在于悬移质中的悬移态及存在于表层沉积物中的沉积态)。用Tessier等[1]提出的逐级化学提取法又可将颗粒态重金属继续划分为以下5种存在形态:一是可交换态,指吸附在悬浮沉积物中的黏土、矿物、有机质或铁锰氢氧物等表面上的重金属;二是碳酸盐结合态,指结合在碳酸盐沉淀上的重金属;三是铁锰水合氧化物结合态,指水体中重金属与水合氧化铁、氧化锰生成结合的部分;四是有机硫化物和硫化物结合态,指颗粒物中的重金属以不同形式进入或包括在有机颗粒上,同有机质发生螯合或生成硫化物;五是残渣态,指重金属存在于石英、黏土、矿物等结晶矿物晶格中的部分。 1.2迁移性质 不同存在形态的重金属在水体中的迁移性质不同。溶解态重金属对人类和水生生态系统的影响最直接,是人们判断水体中重金属污染程度的常用依据之一。颗粒态重金属组成复杂,其形态性质各不相同。可交换态是最不稳定的,只要环境条件变化,极易溶解于水或被其他极性较强的离子交换,是影响水质的重要组成部分;碳酸盐结合态在环境变化,特别是pH值变化时最易重新释放进入水体;铁锰水合氧化物结合态在环境变化时也会部分释放;有机硫化物和硫化物结合态不易被生物吸收,利用较稳定;残渣态最稳定,在相当长的时间内不会释放到水体中。
pH的测定(《土壤元素的近代分析方法》,1992,中国环境科学出版社)玻璃电极法:称取土样10g于50ml烧杯中,加入无二氧化碳的水25ml,搅拌,静滞。土:水=1:2.5,做三个平行取平均值。 全铅的测定(HJ/T 166-2004 土壤环境监测技术规范) 四酸消解法:称取0.2-0.5g研磨过筛后的土壤样品,放入50ml聚四氟乙烯坩埚中,用水润湿,加入10ml HCl,于通风橱内的电热板上低温加热,待蒸发至约3ml,取下稍冷,然后加入5ml硝酸,5ml氢氟酸,3ml高氯酸,加盖后于电热板上中温加热1h,开盖继续加热除硅,经常摇动坩埚。当加热至冒浓厚高氯酸白烟时,加盖,使黑色有机物充分分解。待坩埚壁上的黑色有机物消失后,开盖,驱赶白烟并蒸至粘稠状。 视消解情况,可再加入3ml硝酸,3ml氢氟酸,1ml高氯酸,重复上述消解过程。当白烟再次冒尽且粘稠,取下稍冷,用水冲洗坩埚盖及内壁,并加入1ml 盐酸溶液,然后全量转移至100ml分液漏斗中,加水至约50ml。 土样经消解后采用火焰原子吸收法测定。 土壤环境质量标准值mg kg-1 (GB 15618-1995 土壤环境质量标准) 土壤级别一级二级三级PH 自然背景<6.5 6.5~7.5 >7.5 >6.5 Pb≤35 250 300 350 500 Cd≤0.2 0.3 0.6 1.0 / 水田≤15 30 25 20 30 As 旱地≤15 40 30 25 40 土壤重金属的形态测定(HJ/T 166-2004 土壤环境监测技术规范)Tessier连续提取法:(1)可交换态:称2g待测样加入pH=7,1mol/L的MgCl2 20ml,在25℃下震荡1h,4000r/min离心5min,过滤上清液,水洗两次,收集定容50ml,待测定金属离子浓度; (2)碳酸盐结合态:步1中的残渣加入pH=5,1mol/L的乙酸钠20ml,振
BCR连续提取法分析土壤中重金属的形态 ?1、重金属形态 ?2、重金属形态研究方法及发展历程 ?3、本实验的目的 ?4、实验原理 ?5、实验步骤 ?6、数据处理 1.重金属形态 ?重金属形态是指重金属的价态、化合态、结合态、和结构态四 个方面,即某一重金属元素在环境中以某种离子或分子存在的实际形式。 ?重金属进入土壤后,通过溶解、沉淀、凝聚、络合吸附等各种 作用,形成不同的化学形态,并表现出不同的活性。 ?元素活动性、迁移路径、生物有效性及毒性等主要取决于其形 态,而不是总量。故形态分析是上述研究及污染防治等的关键 2、重金属形态研究方法及发展历程 ?自Chester 等(1967)和Tessier 等(1979)的开创性研究以来, 元素形态一直是地球和环境科学研究的一大热点。 ?在研究过程中,建立了矿物相分析、数理统计、物理分级和化学 物相分析等形态分析方法。
?由于自然体系的复杂性,目前对元素形态进行精确研究是很困 难,甚至是不可能的。 ?在诸多方法中,化学物相分析中的连续提取(或逐级提取) (Sequential extraction) 技术具操作简便、适用性强、蕴涵信息丰富等优点,得到了广泛应用。 逐级提取(SEE) 技术的发展历程 ?60~70年代(酝酿期) ?以Chester 和Hughes(1967) 为代表的一些海洋化学家尝试 用一种或几种化学试剂溶蚀海洋沉积物,将其分成可溶态和残留态两部分,进而达到研究微量元素存在形态的目的。 ?70 年代末(形成期)
?在前人研究的基础上,Tessier et al. (1979) 用不同溶蚀能力的化学试剂,对海洋沉积物进行连续溶蚀和分离操作,将其分成若干个“操作上”定义的地球化学相,建立了Tessier 流程。 ?80 年代(发展期) ?不同学者在对Tessier 流程改进的基础上,先后提出了20 多种逐级提取流程。其中,影响较大的逐级提取流程有Salomons 流程(1984) 、Forstner 流程(1985) 、Rauret et al流程(1989) 等。 ?90 年代(成熟期) ?为获得通用的标准流程及其参照物,由BCR 等主办的以“沉积物和土壤中的逐级提取”(1992) 、“环境风险性评价中淋滤/ 提取测试的协和化”(1994) 和“敏感生态系统保护中的环境分析化学”(1998) 等为主题的欧洲系列研讨会先后召开,并分别出版了研究专刊。 ?Ure et al. (1993) 在Forstner (1985) 等流程的基础上,提出了Ure 流程,后经Quevauviller et al. (1997 ,1998) 修改,成为BCR 标准流程,并产生了相应的参照物(CRM 601) 。 ?BCR 为欧洲共同体参考物机构( European Community Bureau of Reference) 的简称,是现在欧盟标准测量和测试机构(Standards Measurements and Testing Programme ,缩写为SM &T) 的前身。 ?Rauret et al. (1999) 等对该流程作了改进,形成了改进的BCR
微波消解_电感耦合等离子体质谱法同时检测大米中的6种重金属元素_梁书怀 准确称取大米约0.5g(精确至0.0001g)于50mL密闭式聚四氟乙烯的微波消解罐中,加入7.0mL硝酸在智能控温电加热器中预消解3h后,再加入2.0mLH2O2在设定的微波消解条件进行消解。消解完毕后,冷至室温。打开消解罐,用少量 水冲洗上盖内壁,合并至罐中。置消解罐中于140~160℃智能控温电加热器中赶酸,待溶液剩约1.0mL时,用水洗涤消解罐3~5次,洗液合并于50mL塑料容量瓶中,用水定容至刻度,混匀备用。
ICP_OES_ICP_MS测定葵花子中28种无机元素_刘宏伟
微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定蔬菜中5 种重金属李延升
微波消解-石墨炉原子吸收法测定沉积物中重金属的全量及形态 陈坚 采用BCR( Community Bureau of Reference) 顺序提取法提取重金属形态,同步分析沉积物中的As,Cd,Cr,Pb,Co,Cu,Mn,Zn,Ni 9 种元素的含量和形态。 欧盟BCR 形态提取法是目前广泛用于提取沉积物重金属形态的方法,具有很好的再现性,便于国内外不同实验室之间的数据对比验证[8 ~10]
KaziT G,Jamali M K,Kazi G H,et al.Anal Bioanalhem,2005,383: 297 叶宏萌,袁旭音,赵静.中国环境科学,2012,( 10) : 1853 Davidson C M,Duncan A L,Littlejohn D,et al.AnalChim Acta,1998,363: 45
重金属污染物在土壤中的传播特征 重金属系指密度4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。砷、硒是非金属,但是它的毒性及某些性质与重金属相似,所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。环境污染方面所指的重金属主要是指生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及类金属砷,还包括具有毒性的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等污染物。随着全球经济化的迅速发展,含重金属的污染物通过各种途径进入土壤,造成土壤严重污染。土壤重金属污染可影响农作物产量和质量的下降,并可通过食物链危害人类的健康,也可以导致大气和水环境质量的进一步恶化。因此引起世界各国的广泛重视。目前,世界各国土壤存在不同程度的重金属污染,全世界平均每年排放Hg约1.5万t、Cu为340万t、Pb为500万t、Mn为1500万t、Ni 为100万t[1]。中国北方大城市的蔬菜基地和部分商品粮基地也存在着不同程度的重金属污染,如北京、天津、西安、沈阳、济南、长春、郑州等地;。 南方相对较轻,如福州、宁波、上海、武汉、成都等地。土壤重金属污染将会造成生态系统的严重破坏。从中国土壤资源状况看,到2000年底中国人均耕地仅为0.1 hm2,而且随着今后中国经济社会的发展如生态退耕、农业结构调整及自然灾害损毁等,土壤资源将进一步减少。因而如何有效地控制及治理土壤重金属的污染,改良土壤质量,将成为生态环境保护工作中十分重要的一项内容。 本文主要从土壤中重金属污染物来源与分布、土壤中重金属污染物的现行治理方法入手,提出土壤中重金属污染物防治的环境矿物学新方法。旨在保护环境,提高土壤的环境质量。 1 土壤中重金属污染物来源与分布 土壤中重金属的来源是多途径的,首先是成土母质本身含有重金属,不同的母质、成土过程所形成的土壤含有重金属量差异很大。此外,人类工农业生产活动,也造成重金属对大气、水体和土壤的污染。 1.1 大气中重金属沉降 大气中的重金属主要来源于工业生产、汽车尾气排放及汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的有害气体和粉尘等。它们主要分布在工矿的周围和公路、铁路的两侧。大气中的大多数重金属是经自然沉降[2]和雨淋沉降进入土壤的。如瑞典中部Falun市区的铅污染[3],它主要来自于市区铜矿工业厂、硫酸厂、油漆厂、采矿和化学工业产生大量废物,由于风的输送,这些细微颗粒的铅,从工业废物堆扩散至周围地区。南京某生产铬的重工业厂[4]铬污染叠加已超过当地背景值4.4倍,污染以车间烟囱为中心,范围达1.5 km2,污染范围最大延伸下限1.38 km。俄罗斯的一个硫酸生产厂[5]也是由工厂烟囱排放造成S、V、As的污染。 公路、铁路两侧土壤中的重金属污染,主要是Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu的污染为主。它们来自于含铅汽油的燃烧,汽车轮胎磨损产生的含锌粉尘等。它们成条带状分布,以公路、铁路为轴向两侧重金属污染强度逐渐减弱;随着时间的推移,公路、铁路土壤重金属污染具有很强的叠加性。在宁—杭公路南京段[6]两侧的土壤形成Pb、Cr、Co污染晕带,且沿公路延长方向分布,自公路向两侧污染强度减弱。在宁—连一级公路淮阴段[7]两侧的土壤铅含量增高,向两侧含量逐渐降低,且在地表0~30 cm铅的含量较高。在法国索洛涅地区A71号高速公路[8]沿途严重污染重金属Pb、Zn、Cd,其沉降粒子浓度超过当地土壤背景值
重金属的危害特性及重金属分析方法原理介绍 一、重金属的危害特性 从环境污染方面所说的重金属,实际上主要是指汞、镉、铅、铬、砷等金属或类金属,也指具有一定毒性的一般重金属,如铜、锌、镍、钴、锡等。我们从自然性、毒性、活性和持久性、生物可分解性、生物累积性,对生物体作用的加和性等几个方面对重金属的危害稍作论述。 (一)自然性: 长期生活在自然环境中的人类,对于自然物质有较强的适应能力。有人分析了人体中60多种常见元素的分布规律,发现其中绝大多数元素在人体血液中的百分含量与它们在地壳中的百分含量极为相似。但是,人类对人工合成的化学物质,其耐受力则要小得多。所以区别污染物的自然或人工属性,有助于估计它们对人类的危害程度。铅、镉、汞、砷等重金属,是由于工业活动的发展,引起在人类周围环境中的富集,通过大气、水、食品等进入人体,在人体某些器官内积累,造成慢性中毒,危害人体健康。 (二)毒性: 决定污染物毒性强弱的主要因素是其物质性质、含量和存在形态。例如铬有二价、三价和六价三种形式,其中六价铬的毒性很强,而三价铬是人体新陈代谢的重要元素之一。在天然水体中一般重金属产生毒性的范围大约在1~10mg/L之间,而汞,镉等产生毒性的范围在0.01~ 0.001mg/L之间。 (三)时空分布性: 污染物进入环境后,随着水和空气的流动,被稀释扩散,可能造成点源到面源更大范围的污染,而且在不同空间的位置上,污染物的浓度和强度分布随着时间的变化而不同。 (四)活性和持久性: 活性和持久性表明污染物在环境中的稳定程度。活性高的污染物质,在环境中或在处理过程中易发生化学反应,毒性降低,但也可能生成比原来毒性更强的污染物,构成二次污染。如汞可转化成甲基汞,毒性很强。与活性相反,持久性则表示有些污染物质能长期地保持其危害性,如重金属铅、镉等都具有毒性且在自然界难以降解,并可产生生物蓄积,长期威胁人类的健康和生存。 (五)生物可分解性: 有些污染物能被生物所吸收、利用并分解,最后生成无害的稳定物质。大多数有机物都有被生物分解的可能性,而大多数重金属都不易被生物分解,因此重金属污染一但发生,治理更难,危害更大。 (六)生物累积性: 生物累积性包括两个方面:一是污染物在环境中通过食物链和化学物理作用而累积。二是污染物在人体某些器官组织中由于长期摄入的累积。如镉可在人体的肝、肾等器官组织中蓄积,造成各器官组织的损伤。又如1953年至1961年,发生在日本的水俣病事件,无机汞在海水中转化成甲基汞,被鱼类、贝类摄入累积,经过食物链的生物放大作用,当地居民食用后中毒。 (七)对生物体作用的加和性: 多种污染物质同时存在,对生物体相互作用。污染物对生物体的作用加和性有两类:一类是协同作用,混合污染物使其对环境的危害比污染物质的简单相加更为严重;另一类是拮抗作用,污染物共存时使危害互相削弱。 二、重金属的定量检测技术
人体内重金属元素的危害及检测方法 (山东大学化学与化工学院2010级化学基地班耿轶峥 201000112008) 一、选定课题的简要说明: 近年来,随着我国工业化快速发展,大气、水土的污染形势日益严峻,人体中金属含量超标已经越来越多的在各地发生,其对人体造成的危害不容无视,如铅毒症、水俣病等。这些中毒症状往往会给人体带来严重的永久性损伤,进而导致残疾甚至死亡。因而,只有了解重金属以及其摄入过多的症状,才能有效防范重金属中毒。 由于危害人体健康的重金属含量极低,常规检查不易查出,一旦查出时往往已经出现严重的并发症,研制灵敏度更高、准确度更好、速度更快的检测方法便是现阶段追求的目标,本文将例举集中常用的测定重金属元素的检测方法。 二、信息检索说明: 1 检索关键词:重金属、人体、危害 2 检索工具和数据库: 2.1 中国期刊全文数据库 2.2 万方数据系统 三、综述: 以上检索共查找到了相关文献85篇,另外又对比参考了各个数据库推荐的相似文献,其中重点参考了中国期刊全文数据库中的20余篇文章。在经过对其的学习和理解并通过自己的总结及相应参考后,现将该课题内容和自己的启示心得综述如下。 摘要对什么是重金属目前尚无严格的定义,化学上跟据金属的密度把金属分成重金属和轻金属,常把密度大于4.5g/cm3的金属称为重金属。如:金、银、铜、铅、锌、镍、钴、铬、汞、镉等大约45种。从环境污染方面所说的重金属是指:汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属。对人体毒害最大的有5种:铅、汞、铬、砷、镉。这些重金属在水中不能被分解,人饮用后毒性放大,与水中的其他毒素结合生成毒性更大的有机物或无机物。通常认可的重金属分析方法有:微谱分析(MS)、紫外可分光光度法(UV)、原子吸收法(AAS)、原子荧光法(AFS)、电感耦合等离子体法(ICP)、X荧光光谱(XRF)、电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)。 目录
土壤中重金属形态分析研究进展 罗小三,周东美,陈怀满 土壤与农业可持续发展国家重点实验室,中国科学院南京土壤研究所(210008) E-mail:dmzhou@https://www.wendangku.net/doc/ac11756039.html, & trhjhx@https://www.wendangku.net/doc/ac11756039.html, 摘要:本文简要介绍了元素形态分析的概念、方法及其应用,概括和评述了当前土壤重金属的形态分析方法,详细讨论了各种形态分离手段和痕量重金属的测定技术,提出了土壤重金属形态分析领域亟待解决的问题和发展方向。 关键词: 土壤 重金属 形态分析 环境 1. 引言 从上世纪70年代开始,环境科学家就认识到,重金属的生物毒性在很大程度上取决于其存在形态,元素总量已经不能很好地说明环境中痕量金属的化学活性、再迁移性、生物可给性以及最终对生态系统或生物有机体的影响[1,2]。事实上,重金属与环境中的各种液态、固态物质经物理化学作用后以各种不同形态存在于环境中,其赋存形态决定着重金属的环境行为和生物效应[3]。正因如此,通过元素形态分析方法定量确认环境中重金属的各种形态已成为环境分析化学研究领域的新热点,其环境介质包括土壤、沉积物、水体、植物和食品等[4-6]。随着工作的不断深入,特别是分析测试技术的迅猛发展,元素的形态分析方法日趋完善,并且在化合物生物地球化学循环、元素毒性及生态毒性确定、食品质量控制、临床分析等领域显示出独特的作用[7]。 土壤环境处于大气圈、水圈、岩石圈及生物圈的交接地带,它是地表环境系统中各种物理、化学以及生物过程、界面反应、物质与能量交换、迁移转化过程最为复杂和最为频繁的地带。而重金属土壤污染对食品安全和人类健康存在严重威胁。因此,研究土壤中重金属的形态尤为重要。但土壤是一个多组分多相的复杂体系,类型多样,其组成、pH和Eh等差异明显,加上重金属来源不同、在土壤中的形态复杂,使得土壤中重金属形态分析更为困难[8]。 本文对元素形态分析的概念、方法、常用技术、应用进行了概括,对当前土壤中重金属的形态分析方法进行了详细介绍和评述,并提出了存在的问题和将来的预期发展方向。 2. 元素形态分析的概念 2.1 元素形态 元素形态的概念可追溯到1954年Goldberg为改善对海水中痕量元素的生物地球化学循环的理解而将其引入[9]。其后,元素的形态得到广泛研究,但不同的学者对形态有不同的理解和认识。Stumm[10]认为形态是指某一元素在环境中的实际存在的离子或分子形式; - 1 -
化妆品中重金属元素的分析方法 化妆品中重金属元素的分析方法 摘要:重金属污染,尤其是化妆品中的重金属元素在人体内的积累,严重威胁着人类的健康。化妆品中铅、铬等重金属的含量引起了人们的广泛关注。然而,我国在化妆品中重金属元素的含量分析中,还缺乏行之有效的方法,存在着许多的不足之处。本文旨在通过对近些年中国内外针对化妆品中的重金属元素的分析方法进行对比,希望能够获得符合我国化妆品行业实际情况的、行之有效的、快速准确的分析方法,以期避免人们受到化妆品中重金属元素的侵害,保护人类的身体健康。 关键词:化妆品金属元素分析方法 近几年来,我国化妆品市场发展迅猛,增长速度十分迅速,化妆品消费者的消费观念也发生了很大的变化,更加的多样化,层次性也更加明显。根据统计,国产化妆品占我国化妆品市场的一半左右,化妆品近乎走进了每一个人的生活,其购买率和使用率逐年升高。 重金属的污染是一个慢性过程,具有隐蔽性的特性,其危害一般不会立马生效,而是能够在人体内部潜藏很长一段时间,通过不断的积累,逐渐的对人体健康造成危害。目前,在我国的化妆品行业卫生标准中,仅仅包含了铅、汞、砷三种重金属元素,其他诸如铬、锌、锰等重金属元素并未列入检测行列。同时我国针对化妆品中中技术元素的分析方法也不够快速准确,有很多需要改进的地方。 1.我国化妆品金属元素分析的研究现状 我国作为化妆品行业的出口国,对化妆品出口方面受各国贸易壁垒的影响非常巨大。由于我国对于化妆品中的重金属元素的分析方法起步较晚,在对化妆品中重金属元素的含量分析的技术还不够成熟。我国出台的《化妆品卫生规范》中,增大了对重金属元素的管理力度。随着我国化妆品行业的迅猛发展,我国在化妆品中重金属元素的分析方法上,进行了大量的研究,并取得了一些可喜的成就。 目前我国在对化妆品中重金属元素汞的含量的测定主要采用原
人体内重金属元素得危害及检测方法 一、选定课题得简要说明: 近年来,随着我国工业化快速发展,大气、水土得污染形势日益严峻,人体中金属含量超标已经越来越多得在各地发生,其对人体造成得危害不容无视,如铅毒症、水俣病等。这些中毒症状往往会给人体带来严重得永久性损伤,进而导致残疾甚至死亡。因而,只有了解重金属以及其摄入过多得症状,才能有效防范重金属中毒。 由于危害人体健康得重金属含量极低,常规检查不易查出,一旦查出时往往已经出现严重得并发症,研制灵敏度更高、准确度更好、速度更快得检测方法便就是现阶段追求得目标,本文将例举集中常用得测定重金属元素得检测方法. 二、信息检索说明: 1检索关键词:重金属、人体、危害 2 检索工具与数据库: 2.1中国期刊全文数据库 2。2 万方数据系统 三、综述: 以上检索共查找到了相关文献85篇,另外又对比参考了各个数据库推荐得相似文献,其中重点参考了中国期刊全文数据库中得20余篇文章。在经过对其得学习与理解并通过自己得总结及相应参考后,现将该课题内容与自己得启示心得综述如下。 摘要对什么就是重金属目前尚无严格得定义,化学上跟据金属得密度把金属分成重金属与轻金属,常把密度大于4、5g/cm3得金属称为重金属.如:金、银、铜、铅、锌、镍、钴、铬、汞、镉等大约45种.从环境污染方面所说得重金属就是指:汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著得重金属。对人体毒害最大得有5种:铅、汞、铬、砷、镉。这些重金属在水中不能被分解,人饮用后毒性放大,与水中得其她毒素结合生成毒性更大得有机物或无机物。通常认可得重金属分析方法有:微谱分析(MS)、紫外可分光光度法(UV)、原子吸收法(AAS)、原子荧光法(AFS)、电感耦合等离子体法(ICP)、X荧光光谱(XRF)、电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)。 目录 1重金属中毒得危害
重金属试验所用到的浸提方法 整理:syl1204 植物样品(根、茎叶、面粉、猪粪样品)重金属全量测定方法: 样品室温下风干,烘干磨细,准确称取0.2500-0.5000g准确0.0001到特芙蓉消煮管,加入5-8ml硝酸和1-3ml过氧化氢消煮,先将温度调到80℃,1.5h;然后调到130℃,2.5h之后,打开盖子赶酸,至含珠状,即粘稠不动,加超纯水使之全部溶解,冲洗内壁,定容至50ml的容量瓶中,过滤,测重金属含量。 土壤样品测定方法(用提取剂提取后,提取液中盐分可能很高,最好稀释后再上机测试,不然会造成仪器进样管堵塞,同时测试时候,测一个样,进样管要在水中多停留一段时间清洗盐分): 1.水提法:取2g过10目筛的盆栽土加入离心管中,再加20ml去离子水, 震荡2h后,4000r/min离心10分钟,过滤,然后AAS法测定Cu含量。 2.DTPA浸提方法(中性-碱性土): 1.967g DTPA(三乙三胺五乙酸)溶于14.92g TEA(三乙醇胺)和少量水中, 再将1.47gCaCl 2·2H 2 O(或1.1098g无水CaCl 2 )溶于水后,一并转入1L容量瓶 中,加水至约950mL,再用6mol/L HCl(即v/v=1/1)溶液调节至pH7.30,最后加水定容,贮于塑料瓶中备用(几个月内不变质). 通过1mm筛的风干土10.00g放入100mL塑料广口瓶中,加DTPA提取剂(其成分为:0.005mol·L-1DTPA—0.01mol·L-1 CaCl2和0.1mol·L-1 TEA,pH=7.3)20.0mL,25℃下180±20r/min振荡2h,过滤。滤液、空白溶液和标准溶液中的Zn、Cu用原子吸收分光光度计测定(最好在48h内完成测试)。 0.1M HCl(酸性土):吸取8.3ml优级纯HCl加水至1L(土:液=1:10). M3提取剂(不分酸碱性):称取20.0g NH4NO3(AR),将其溶于约500ml 水中,加4.00ml NH4F(有毒,腐蚀玻璃)-EDTA储备液,混匀后再加入11.50ml 冰醋酸(17.4mol/L,原液)和0.82ml浓HNO3(15.8mol/L),用水定容至1L,摇匀后储存于塑料瓶中备用,此溶液pH值为2.5±0.1。称取5.00g风干土样(过2mm筛)于100ml塑料瓶中,加入50.00ml M3提取剂,在25±1℃的恒温条件下振荡,振速为200r/min,振荡5min后过滤,滤液承接于干燥的塑料瓶中,用原子吸收分光光度计测定滤液中的铜锌铁锰. 3.美国环境保护部TCLP(Toxicity Characteristic Leaching)法:取1g过10目筛的盆栽土加入离心管中,再加20ml提取剂(土:水比1:20),震荡18小时,0.45um滤纸过滤,AAS测定重金属Cu含量。 提取剂的配制:加5.7ml冰醋酸和64.3ml1mol/lNaOH于500ml去离子水中,定容至1000ml容量瓶,溶液pH4.39±0.05 TCLP法是现在美国法庭所通用的生态环境风险评价方法(Chang E,2001;Bilge A,2002)。此法评价重金属生态环境风险在美国已经开展研究多年,是美国
环境监测中的重金属元素分析方法研究探讨 发表时间:2020-01-14T09:38:53.690Z 来源:《基层建设》2019年第28期作者:王芳 [导读] 摘要:重金属污染源多,具有生物积累性,且对生物和环境具有一定的危害性。 广西保利环境监测有限公司广西柳州 545000 摘要:重金属污染源多,具有生物积累性,且对生物和环境具有一定的危害性。本文结合重金属元素的特性,对重金属污染来源及其危害进行阐述,并对重金属元素的前处理、干扰消除及分析方法进行讨论。 关键词:环境监测;重金属元素;方法 引言 目前,我国经济和社会迅速发展,为工业发展提供了良好的基础,使工业得到发展,但发展工业的同时也给环境带来了各种各样的污染,其中重金属毒性最强,污染最严重,也最难控制,已经严重危害人们的健康和污染生态环境。因此有关部门将重金属污染治理列为环境保护工作的重点,加强了环境法律法规的宣传,并开展了各项治理工作。因此重金属污染源监测是我国环境保护工作的重要组成部分,为污染源环境保护管理工作提供了大量的基础数据和决策依据。 一、重金属污染源 重金属污染是由多个方面以及综合因素造成的。据调查研究显示,重金属污染主要来自工业生产、农业生产、城市生活和环境事故污染等。工业上,冶炼厂矿石的采集、筛选、冶炼、加工等环节产生了大量废弃的重金属,部分企业排放重金属含量未达标的废气、废水和废渣;农业上,过度地施用含有重金属较多的化肥和农药,造成残留的重金属进入水体和土壤中;在城市生活中,汽车轮胎磨损和尾气排放、含铅汽油的燃烧、生活垃圾焚烧等都会引起重金属污染;在环境事故上,突发的环境污染事故也会带来环境污染,比如近年来中国十大污染事故中的湖南浏阳镉污染事件、云南曲靖铬渣污染、广西龙江镉污染事件等。这些重金属分别以液态、气态、固态的形式进入水体、土壤、空气中。 二、重金属污染的危害 重金属污染还被列入“中国环境优先污染物黑名单”中。优先污染物具有难降解,在环境中有一定残留水平,出现频率较高,具有生物积累性,具有致癌、致畸、致突变(“三致”)性质、毒性较大。 由于大自然中存在食物链,重金属能通过水体、土和空气进入到植物和动物体内。进入人体的重金属,会与蛋白质、核酸等发生作用,引起酶失活,改变了蛋白质的结构,这种改变是不可逆的,进而破坏组织细胞功能,引起疾病。另外重金属还会富集在人体内脏中,难排泄,造成积累性慢性中毒。典型重金属急性中毒症状有恶心、呕吐、头痛等现象,慢性中毒会导致贫血、神经病变、癌症等疾病,严重的会导致死亡。 三、重金属元素分析方法综述 环境监测中,受重金属污染的样品主要包括固体和液体两大类,采集到的样品在分析测试前都要根据样品分析方法进行前处理排除干扰,并转化为适应仪器检测的状态。重金属的分析方法主要包括电化学法和光学分析法两大类,目前常用的光学分析方法主要包括紫外可见分光光度法(UV-Vis)、原子吸收分光光度法(AAS)、原子荧光法(AFS)、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP)等。在选择分析方法时,应该根据样品浓度高低、方法适用范围、分析方法检出限等因素综合考虑。 四、重金属元素分析的过程 1.前处理 分析过程中,前处理是分析工作中最重要的一个环节,可以排除或消除干扰,前处理的效果能直接影响结果的准确性。 由于水质基体成分较为复杂,常含有一些悬浮物或有机物,会吸附重金属,导致分析结果偏低,可以通过过滤和加酸消解等手段达到消除干扰的目的。分析可溶态金属时,在酸化前通常会对水样进行过滤,以除去悬浮物质,再对水样进行酸化保存,而分析金属总量时则直接对水样进行酸化保存,并加酸加热消解,使有机物在加热过程中挥发。 固体样品主要指的是沉积物和土壤等样品,这些材质较好分离,一般的处理方法有过滤分离法和使用酸性物质消解的方法。酸消解方法通常采用HCl-HNO3-HF-HClO4全分解法、HNO3-HCl-HF、HNO3-HCl、HNO3-HF-HClO4等体系。固体样品常用的消解方法有:电热消解法(电热板\石墨炉电热消解法)、微波消解法、水浴消解(王水)、碱熔法。电热板消解法属于经典消解法,但这种方法耗时长、样品容易受污染、挥发性元素损失量大。微波消解法操作简便、试剂用量减少、挥发性元素损失量小、不易受污染、减少有毒气体排放、热效率高,但微波消解仪价格相对昂贵,在分析中受限,因为样品称样量要控制在0.1g-1.0g,比较适合于AAS、AFS、ICP等仪器对重金属等微量元素的检测。王水水浴消解省时省力、效率高,可以做到一次消解分别测定多种元素,但不能完全破坏土壤的晶格,造成被硅酸盐包裹的部分金属元素无法释放出来,使测定结果偏低,仅适用于部分样品金属元素的消解。碱熔法属于高温加热消解,可以彻底破坏样品的晶格,使金属元素被释放出来,但操作过程繁琐,消解温度高,反应较为剧烈。虽然微波消解法的成本较高,方法受限,但仍受到广泛的利用,并开始成为了当下样品消解方法的主要应用手段。 2.干扰的消除 部分金属元素分析过程容易受到干扰,主要有物理干扰、化学干扰、电离干扰、光谱干扰等,这些干扰会影响检测结果,常常给检测工作带来困扰。但可以通过对样品进行前处理预先分离干扰物质;对待测溶液进行稀释来改变其物理性质(粘度、相对密度、表面张力等);采用标准加入法;对背景值进行校正;加基体改进剂、加助溶剂、加保护剂;调整仪器工作参数等手段来克服其它元素或因素的干扰。 3.分析方法 重金属分析方法的选择可以说是多种多样的。普遍使用的UV-Vis、AAS和AFS都有自己的优点,但自身也存在一定的局限性,比如:仪器灵敏度低,达不到实验要求,样品前处理繁琐复杂,干扰因素多,无法实现多组分或多元素同时分析,耗时长、费力,使得检测工作效率低,但其仪器操作简便,在运行和维护方面需要的成本相对低一些,因此仍受到部分消费者的喜爱。 近年来兴起的ICP主要应用于无机元素的定性及定量分析。相对UV-Vis、AAS和AFS传统方法,它灵敏度更高、检测限更低、线性范围更宽,可以实现多个元素或多组分同时分析,更加简单快速,样品消耗少,不需要复杂的前处理,并且分析过程不易受干扰,大大缩短检