当前位置:文档之家› 南京工业大学毕业论文——沉积物金属总量及形态分析

南京工业大学毕业论文——沉积物金属总量及形态分析

南京工业大学

毕业设计(论文) 题目:沉积物金属总量及形态分析

学生姓名:唐敏超

学号:3403070113

班级:环工0701

专业:环境工程

指导教师:丁竹红

环境学院

南京工业大学本科生毕业论文

摘要

本课题以长江流域南京段为主要研究对象,从上游至下游采集了21个样品,分析了沉积物理化性质,包括PH值、阳离子交换量以及有机质含量,同时运用改良的BCR连续提取法分析沉积物中重金属元素总量与形态分布,并用ICP-OES测定金属含量。

结果表明Cu、Zn主要分布于残渣态,Pb主要分布于可还原态,因而,Pb的环境行为较值得关注。

关键词:沉积物重金属元素形态

ABSTRACT

The total metals of sediment and the analysis of

speciation

ABSTRACT

The subject takes the Nanjing section of Yangtze River as the main object of study, and 21 samples were collected from upstream to downstream. Physicochemical properties of sediment samples, including the pH value, cation exchange capacity and organic matter content were examined. Fractions of the metals(Cu, Zn and Pb) in the collected samples were analysed using the modified BCR sequential extraction. Total metal amount were also analyzed. ICP-OES were used to determine the content of metals in extracted solution.

The results showed that Cu, Zn mainly distributed in the residues, Pb mainly in the reducible fraction, therefore, Pb had the greatest environmental effects.

Keyword: sediment heavy metals fractions

南京工业大学本科生毕业论文

目录

摘要..............................................................................I ABSTRACT.....................................................................II 第一章概述 (1)

1.1 研究意义 (1)

1.2 研究现状 (1)

1.2.1 国外研究现状 (1)

1.2.2 国内研究现状 (2)

1.3 沉积物中的重金属 (2)

1.3.1 重金属的迁移转化规律 (3)

1.3.2 重金属的化学形态分析 (5)

第二章研究区域背景及研究方法 (7)

2.1 研究区域背景 (7)

2.1.1 地理环境 (7)

2.2.2 水环境 (8)

2.2仪器和试剂 (9)

2.2.1 实验试剂 (9)

2.2.2 实验仪器 (9)

2.3 样品采集 (9)

2.3.1 沉积物采集………………………………………………………. .9

2.3.2 样品预处理 (10)

2.4 实验内容 (10)

2.4.1 沉积物pH值 (10)

2.4.2 沉积物阳离子交换量…………………………………………… .10

2.4.3 沉积物有机质含量 (11)

2.4.4 沉积物重金属元素总量分析 (12)

2.4.5 沉积物形态分析 (12)

第三章实验结果与讨论 (14)

目录

3.1 沉积物样品基本理化性质 (14)

3.1.1 沉积物pH值 (14)

3.1.2 沉积物阳离子交换量 (15)

3.1.3 沉积物有机质含量 (15)

3.2 沉积物金属总量 (16)

3.3 沉积物金属形态 (17)

3.3.1 酸溶/可交换态 (17)

3.3.2 可还原态 (19)

3.3.3 可氧化态 (21)

第四章总结 (24)

参考文献 (25)

致谢 (27)

第一章概述

第一章概述

1.1 研究意义

沉积物是各种污染物累积富集的稳定产物,通常是不溶的,间接反映了生态系统的污染程度[1]。

从环境方面定义的重金属是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属。它们主要来自农药废水、污泥和大气降尘等,如砷主要来自杀虫剂、杀菌剂、灭鼠剂和除草剂,汞主要来自含汞废水,而镉、铅则主要来自冶炼排放和汽车废气沉降等。过量重金属可引起植物生理功能紊乱、营养失调,有些重金属即使使果实超过食品卫生标准,也不影响作物生长、发育和产量[2]。

长江中下游沿岸城市众多、人口密集,是我国最具活力的经济带。近20年来沿江城市的经济发展迅速,矿业开发、工业生产、城市生活等废水多数只是经过初步处理或者直接排入水体,从而使水质逐渐恶化,其中重金属是进入长江的主要污染物。

在受纳水体中,重金属污染物不易溶解,绝大部分均迅速地由水相转入固相,即迅速地结合到悬浮物和沉积物中。悬浮物是水体污染物迁移的主要载体,沉积物则成为污染物的主要储存场所,沉降物中的金属含量往往比水中高出许多倍,有时可达几个数量级,并表现出较明显的含量分布规律性[3]。当水体pH、Eh等条件发生变化时,沉积物将会释放吸附的污染物,对水环境产生二次污染。从沉积物中重金属的含量水平可以判断研究区受污染的程度,从重金属的含量水平分布可以追踪其污染源,了解其扩散范围;而研究沉积物重金属在柱状样不同层位的含量分布,则可了解所研究区域重金属的污染历史;把柱状样重金属含量与未污染区背景值进行对照,可反映出不同历史阶段人类活动对所研究区域重金属的输送量的变化情况[4]。

1.2 研究现状

1.2.1 国外研究现状

南京工业大学本科生毕业论文

对沉积物中的重金属污染研究原先主要集中在湖泊,对河流沉积物重金属污染研究较少。最初观测湖泊环境的变化是在苏黎世湖进行的,当时记录了该湖沉积物地层学上的变化(Nipdow,1920)。Hutchinson和他的同事(1943)以及Zulling(1950)注意了地球化学方法在近期湖泊沉积物研究中的应用。由于“沉积物可以反映水系状况”(Zulling,1956),“沉积物是水环境重金属污染的指示剂”(Forstner,1976)[5-6]。因此,在确定湖泊和河流里所发生的复杂的水化学互相作用时,对淡水沉积物的研究可能会发挥关键作用。

直到20世纪70年代,伴随着环境科学的发展,对河流沉积物中的重金属污染的研究才越来越多。目前,国外提出了几种关于河流沉积物重金属污染的评价方法,具有代表性的有地累积指数法[7]、沉积物富集系数法、潜在生态危害指数法[8]、回归过量分析法[9]、脸谱图法和次生相和原生相分布比值法[10]等。地累积指数法(lego)和沉积物富集系数法(sef),不能反映重金属来源、化学活性和生物可利用性;回归过量分析法(era)不能反映生物可利用性;潜在生态危害指数法(ri)不能反映重金属来源;次生相和原生相分布比值法(rsp),对小区域的同源沉积物而言,其评价效果较好,但难以应用于具有异源沉积物的较大范围区域。

1.2.2 国内研究现状

沉积物污染已经成为威胁水生生态系统健康的主要因子[11],较早对沉积物重金属污染的研究大部分主要集中于状态相对稳定的湖泊的静水区域,后来开始研究动态的河流重金属沉积物污染。进入90年代后,我国对河流沉积物重金属污染的研究开始逐渐增多。

我国的城市河道通常是工业废水、市政污水及雨水径流的汇集地和排泄通道,接纳了大量的点、面源污染物。河道污染不仅影响附近居民的生活和商业景观,污染物的再释放也会影响下游水环境质量。因而城市河道污染整治受到广泛关注[12-14]。目前城市河道沉积物中重金属污染物的研究主要集中在污染特征、污染风险评价等方面[15-18]。

第一章概述

1.3 沉积物中的重金属

1.3.1 重金属的迁移转化规律[4]

重金属在水体的迁移转化过程几乎包括水体中各种已知的物理、化学及生物过程。重金属在水体中的吸附与释放过程是其迁移转化中十分重要的一环。影响重金属积累与释放的主导因素为:①Eh、pH;②生物活动;③潮汐、风暴潮、静水压力等作用;④人为作用如航道清淤等。

1.3.1.1 重金属吸附过程

沉积物对重金属的吸附过程为物理吸附 (非专属吸附)、化学吸附 (专属吸附)以及生物吸附。吸附平衡可以用两种不同的模式来描述 :实验性分配模式与概念性表面络合模式。实验性分配模式即吸附平衡后重金属在固液两相界面上的分配可以由吸附等温Henery、Langmuir和Freundlich等吸附模式及其修正模式进行描述。表面络合理论用于描述固液界面吸附过程,以表面官能团与溶液中重金属离子之间的化学反应来描述。其中恒定容量模式(CCM)、扩散层模式(DLM)和三层模式(TLM)应用最广。固体颗粒物(悬浮物、沉积物、土壤及其成分)对重金属离子的吸附不仅取决于吸附剂本身的组成性质及吸附质的化学性质、存在形态等,而且严格地受到水体环境中多种因子的影响如: 水体泥沙浓度和粒度、温度和水相离子初始浓度、 pH值及离子强度等。尤其是泥沙浓度和粒度影响最大,泥沙浓度越大,粒径越小,吸附量和吸附速度越大,而且不同粒径泥沙共存时对吸附特征参数影响很大。

生物细胞吸收金属的方式主要有2种:一种是活体细胞的主动吸收,包括传输和沉积2个过程;另一种是细胞通过细胞壁或者细胞内的化学基因与金属螯合而进行的被动吸收。生物吸附的机理主要有:表面络合机理、离子交换机理、氧化还原机理、酶促机理、无机微沉淀。影响生物吸附的因素有:①吸附剂种类,浓度和颗粒大小;②金属离子的浓度;③pH 值;④光照和温度;⑤共存离子等。

1.3.1.2 重金属释放过程

使沉积物中重金属释放的主要作用有:①沉积物中还原组分的氧化释放;②矿物微粒和水合金属氧化物表面的离子交换和解吸释放;③有机物氧化与分解释

南京工业大学本科生毕业论文

放;④间隙水向上扩散;⑤水中各无机和有机配位体的竞争与络合;⑥生物扰动;

⑦水体的水力混合效应(认为可控制沉积物重金属交换反应效率)。在水环境中金属的释放顺序为Cd>Cr>Pb>Cu>Zn>Ni>Mn>Fe,载体的释放顺序为Fe、Mn氧化态>有机质结合态>粘土。对释放有较大影响的因素主要有泥沙浓度、颗粒粒径和沉积物厚度、沉积物污染浓度、有机质、温度及pH等。生物引起重金属释放主要是通过下列2条途径来实现的:其一,生物新陈代谢;其二,生物扰动。微生物对重金属的释放是多方面的,最主要表现在如下3个过程:①分解有机质,降低分子量,产生较易络合金属离子的有机质;②新陈代谢活动使环境条件发生变化如Eh、pH;

③通过 Eh的变化使无机化合物变成金属有机络合物。

1.3.1.3 重金属在沉积物-水界面的地球化学循环

重金属向上运移是由上覆沉积物的压缩作用和微生物共同作用引起的,影响重金属在沉积物-水界面循环和迁移的主要因素有: ①竞争吸附对重金属释放的影响。②沉积物中重金属释放的酸度效应。③氧化还原条件对重金属释放的影响。④重金属释放的温度效应。⑤有机络合剂对沉积物中重金属释放的影响。

1.3.1.4 重金属迁移转化模拟

目前国内外关于重金属迁移转化的数学模拟工作不多。重金属迁移转化数学模拟模型可分成 3类;即化学热力学平衡数学模型,化学反应动力学数学模型和迁移转化动力学数学模型。按照是否考虑浓度场随时间的变化,模型可以分成稳态模型和动态模型。按是否考虑各物理量的随机波动性,模型可分为确定性模型和随机性模型。按建立方程时所选控制体的性质,模型可分为整体模型和分相模型。大多数模型是根据重金属在迁移转化中质量守恒关系建立的,其中有一些模型还考虑了泥沙运动这一重要影响因素,并将泥沙运动与重金属迁移转化联系起来[19]。在考虑重金属与泥沙相互作用时,泥沙吸附量的计算采用不同的模式,建立的模型也存在差异。一类模型采用简单的分配关系或吸附等温线来描述吸附在泥沙颗粒物上的重金属,另一类模型则是将重金属在泥沙颗粒物上的吸附这一非平衡过程,用吸附动力学方程来描述,建立模型。但是

第一章概述

由于目前各种模型在探索重金属迁移转化模型研究方面仅仅是个开始,还缺乏系统的分析研究。

1.3.2 重金属的化学形态分析

1.3.

2.1 重金属的物理化学形态

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。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。故形态分析是该研究及污染防治等的关键[12]。天然水中重金属的形态分析方法主要有阳极溶出伏安法、阴极溶出伏安法、化学修饰电极法、离子选择电极法及化学分离-含量测定法。其中化学分离与分析测试技术联用在重金属的形态分析中得到广泛应用。对沉积物中重金属不同地球化学相的提取,有许多学者提出了不同的方法和流程,主要包括单级提取法和多级连续提取法。单级提取法通常指的是生物可利用萃取法,直接以选择性化学试剂萃取,如5 % HNO3或1mol/LHCl。所谓多级连续提取法就是利用反应性不断增强的萃取剂,对不同物理化学形态重金属的选择性和专一性,逐级提取颗粒物样品中不同有效性的重金属元素的方法。研究者常用的多级连续提取方法有Tessier法、Forstner法及欧共体标准物质局(BCR)法[20]。Tessier法将重金属赋存形态分为:可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和硫化物结合态、残渣态,该法是目前应用最广泛的方法。Forstner法将重金属形态分为6种:可交换态、碳酸盐态、易还原态(主要是还原物)、中等还原态、可氧化态、残渣态。BCR法把重金属赋存形态分成4种:乙酸可提取态、可还原态、可氧化态及残渣态。影响重金属形态分布的因素有:①颗粒物重金属浓度的影响;②金属在颗粒物中存在的时间;③进入颗粒物的金属化合态的影响;④颗粒物pH和碳酸盐的影响;⑤颗粒物有机质的影响;⑥铁锰氧化物的影响。

1.3.

2.2 重金属的生物活性形态

动植物从沉积物中吸收重金属的能力首先取决于重金属在沉积物中的形态,其次才取决于重金属在沉积物中的含量。重金属在沉积物中的毒性大小,酸可挥发硫(AVS)起着重要的作用,因为酸可挥发硫可以与重金属形成硫化物影

南京工业大学本科生毕业论文

响沉积物中重金属的形态,还可决定沉积物中重金属阳离子生物富集的重要分配相。一般而言,当沉积物中AVS含量大于重金属含量时,重金属都被AVS结合,不易释放,从而难对生物产生毒害。最易被生物吸收的是离子交换态(可代换态);其次是在pH变化时较易重新释放进入水体的碳酸盐结合态;铁锰水合氧化物结合态(简称铁锰氧化态),在环境变化时会部分释放,对生物有潜在有效性;有机-硫化物结合态不易被生物吸收利用;残渣态主要来源于天然矿物,稳定存在于矿物晶格里,对生物无效应,所以也称惰性态。对于食用沉积物腐屑的底栖动物而言,底泥Cu的水溶态、离子交换态、碳酸盐态、铁锰氧化物态,Pb的水溶态,Mn的水溶态、离子交换态、有机-部分硫化物态可被生物吸收利用;而底泥Cu的水溶态, Pb的水溶态对滤食性底栖动物具有生物有效性;底泥Cu的水溶态,Pb的水溶态,Zn的水溶态、离子交换态、碳酸盐态、有机-部分硫化物态,Mn的水溶态、离子交换态、碳酸盐态、铁锰氧化物态对水生根系植物是有效的[21]。

1.3.

2.3 重金属生物毒性预测模拟[22]

金属生物毒性预测模型主要有游离离子模型( FIAM模型),鱼鳃络合模型( GSIM模型)和生物配位体模型(BLM模型)等[22]。游离离子模型从理论上解释了金属对生物的有效性,取决于游离金属离子浓度而不是总金属浓度,用金属游离离子浓度能够很好的表示金属与生物毒性的关系,但此模型在预测水体中的金属形态对生物有效性及其毒性的关系时,没有考虑离子的竞争作用,因而存在一定的局限性。鱼鳃络合模型成功的解释了离子竞争作用对金属毒性的影响,但该模型没有考虑有机物的作用,没有考虑鱼鳃积累水平与毒性效应之间的关系,没有计算出金属的IC50值。生物配位体模型能更精确的预测金属在生物结合位上的积累,然而,没有考虑H+和Ca2+与鱼鳃直接产生的作用大于过渡金属竞争结合位所产生的生物作用,各种金属生物毒性预测模型在一定程度上可给出一些重金属的生物毒性信息,但都存在缺陷,不能完全替代毒性实验。有关金属生物预测模型研究,王子健等[22]已有详细的介绍。总之,还需要建立更合理的金属毒性预测模型,从而为建立新的水质标准提供指导。

第二章研究区域背景及研究方法

第二章研究区域背景及研究方法

2.1 研究区域背景

2.1.1 地理环境

长江中下游是中国长江三峡以东的中下游沿岸带状平原。北界淮阳丘陵和黄淮平原,南界江南丘陵及浙闽丘陵。由长江及其支流冲积而成。面积约20多万平方千米。地势低平,海拔大多50米左右。中游平原包括湖北江汉平原、湖南洞庭湖平原(合称两湖平原)、江西鄱阳湖平原;下游平原包括安徽长江沿岸平原和巢湖平原(皖中平原)以及江苏、浙江、上海间的长江三角洲。

气候大部分属北亚热带,小部分属中亚热带北缘。年均温14~18℃,最冷月均温0~5.5℃,绝对最低气温-10~-20℃,最热月均温27~28℃,无霜期210~270天。农业一年二熟或三熟,年降水量1000~1400 毫米,集中于春、夏两季。地带性土壤仅见于低丘缓冈,主要是黄棕壤或黄褐土。南缘为红壤,平原大部为水稻土。农业发达,土地垦殖指数高(上海62.1%,江苏45.6%),是重要的粮、棉、油生产基地。盛产稻米、小麦、棉花、油菜、桑蚕、苎麻、黄麻等。

河汊纵横交错,湖荡星罗棋布,湖泊面积2万平方千米,相当于平原面积10%。两湖平原上,较大的湖泊有1300多个,包括小湖泊,共计1万多个,面积1.2万多平方千米,占两湖平原面积的20%以上,是中国湖泊最多的地方。有鄱阳湖、洞庭湖、太湖、洪泽湖、巢湖等大淡水湖,与长江相通,具有调节水量,削减洪峰的天然水库作用,产鱼、虾、蟹、莲、菱、苇,还有中华鲟、扬子鳄、白暨豚等世界珍品,水产在中国占重要地位,素称鱼米之乡。是经济最发达的地区之一,有上海市、南京市、武汉市、长沙市、南昌市、苏州市、无锡市、常州市、南通市、芜湖市、九江市、岳阳市、宜昌市等城市。

主要工业有钢铁、机械、电力、纺织和化学等,是重要的工业基地。平原居中国南北和东西交通网的枢纽地带,水陆交通都很发达。长江贯穿

南京工业大学本科生毕业论文

中部,成为一条东西向的水运大动脉,加上其无数支流,构成一庞大水道网。

长江中下游平原年均温14~18℃;1月均温0~5.5℃;7月均温27~28℃,绝对最高温可达38℃以上。年降水量1000~1500毫米,季节分配较均,但有“伏旱”。无霜期210~270天,10℃以上活动积温达4500~5000℃。

2.1.2 水环境

2.1.2.1 长江三角洲的水环境特征

长江三角洲东濒海洋,地势低平坦荡,河网如织,湖泊众多,其水系包括长江河口水系、太湖水系、运河水系、钱塘江水系和甬江水系,构成特有的水乡泽国的三角洲水系。

长江三角洲地区的主要湖泊是太湖,它是我国第三大淡水湖泊,环湖出入的河道220余条,其中人工湖70余条,出湖150多条,湖水蓄量达46.7亿m3。

长江三角洲地区河渠交叉,河道相连,水系发达。由于平原地区水位落差小,流速不大,受水利工程的高度控制和闸门启闭及引排水的影响,水流流向不定。河湖除承受当地地表水径流外,还承受上游15个省区面积约200万km2范围的来水。大水年份,长江三角洲就是上游各水系的洪水走廊,由于面临海洋,易遭台风暴雨及风暴潮袭击,常出现外洪、内涝或外洪内涝同时并发的水灾;枯水年份,上游来水少,往往造成严重干旱并加剧河湖水质恶化。另外,部分河流含沙量大,河道淤塞,河床坡降变缓,水库泥沙淤积使泥沙吸附污染物,加重了水环境的污染,增加了开发利用水资源的难度。

2.1.2.2 长江三角洲的水污染现状

长江三角洲是闻名遐迩的水乡,水资源是一大优势,本来不应该缺水,但是,伴随着经济的快速发展,长江三角洲水、土、大气等方面的环境质

第二章研究区域背景及研究方法

量普遍比20年前下降了许多。太湖流域是长江三角洲的心腹之地,是该区域的“心脏”。太湖水质在20世纪60年代为I~Ⅱ类,70年代为Ⅱ类,80年代初为Ⅱ一Ⅲ类,80年代末全面进入Ⅲ类,局部为Ⅳ~V类,90年代中期平均为Ⅳ类,1/3湖区水质为V类或劣V类,蓝藻、水花生频发,湖泊富营养化严重,饮用水安全难以保障。

2.2仪器和试剂

2.2.1 实验试剂

HAc(AR)葡萄糖

NH2OH·HCI(AR)K2Cr2O7(AR)

H2O2 (AR)HCLO4(AR)

NH4Ac(AR)HF(AR)

浓HNO3(AR)C2H5OH (AR)

Na Ac(AR)浓H2SO4 (AR)

浓HCL(AR)

2.2.2 实验仪器

研钵尼龙筛(100目)

低速离心机(TDL-40B,上海安亭科学仪器厂)

高速离心机(HC-2064高速离心机,科大创新股份有限公司)

恒温振荡器(SHA-C,常州国华电器有限公司)

PH计(PHS-2C型精密酸度仪,上海大普仪器有限公司)

电子天平(BS224S,北京赛多利斯天平有限公司)

玻璃仪器及试剂瓶均经过20%硝酸浸泡24小时后洗净备用

2.3 样品采集

2.3.1 沉积物采集

南京工业大学本科生毕业论文

采用四分法采集长江南京段表层沉积物,每个点均相隔20米采集4份样品。用字母A到U表示。具体各点如下:

五马渡A点

长江大桥南岸B(金川河入江处)C(大桥东)

长江大桥北岸D(东)E(西)

长江三桥南岸 F

江心洲G(洲尾) H I J T

夹江大桥K(北岸) L(南岸)

八卦洲M N O P Q R

过江隧道北岸S

四桥南岸U

2.3.2 样品预处理

采集样品在实验室室温下风干,将每个点的4份样品混合采用四分法称取50g研磨过100目尼龙筛待用。

实验测量2组平行样。

2.4 实验内容

2.4.1 沉积物pH值

酸碱度是土壤/沉积物的重要理化性质之一,主要决定于土壤/沉积物中含羟基的情况,是土壤在其形成过程中受生物、气候、地质、水文等因素的综合作用所产生的重要属性。土壤/沉积物的酸碱度一般以pH值表示。

实验步骤:

称取过100目筛样品2g于50ml烧杯中,加入5ml水(固液比1:2.5),搅拌均匀,使土粒充分分散,30min后用pH计测定。

2.4.2 沉积物阳离子交换量

在通常情况下,土壤/沉积物有机质胶体或无机质胶体都带负电荷,因此在其表面上一定吸附很多阳离子,如H+、AL3+、Ca2+、Mg2+等这些被土壤/沉积物胶

第二章研究区域背景及研究方法

体所吸附的离子,可以和另一些阳离子进行相互交换。对于这种能相互交换的阳离子称为交换性阳离子,而且把这种相互交换作用称为阳离子交换作用。

土壤/沉积物阳离子交换性能由土壤表面性质所决定,由有机和无机交换基所构成。前者主要是腐殖质,后者主要是黏土矿物。它们相互结合,形成复杂的有机-无机复合体,具有交换吸附土壤溶液中阳、阴离子特性。是土壤/沉积物保肥供肥能力及缓冲性能的重要指标。

实验步骤:

称取0.5g过筛样品于10ml离心管中,加如乙酸钠溶液5ml,使各管重量一致,塞住管口,振荡5min,离心弃去清液,重复若干次,然后用乙醇洗涤。

将上述土样加入乙酸铵5ml,用玻璃棒搅成泥浆,振荡5min离心,小心倒出上清液,将同样方法用乙酸铵溶液交换洗2次,最后用乙酸铵定容至30ml。

2.4.3 沉积物有机质含量

土壤/沉积物中有机物泛指各种来源一各种形态和状态存在于土壤/沉积物中的各种含碳有机化合物。进入土壤/沉积物中的动植物残体是土壤/沉积物有机质的重要来源

实验步骤:

采用稀释热重铬酸钾氧化-比色法测定

(1)称1.000g过0.149mm筛的风干土样(有机质量在1%~4%的土壤),放入50ml高型烧杯中,加入3.0ml水分将图样摇散,加入10.0ml重铬酸钾溶液,然后加入10.0ml浓硫酸并不断摇动,停放20min,加10.0ml水,摇匀,静置或过夜,吸取土清夜15.0ml于50ml容量瓶中(或吸取3.0ml于10ml容量管中),加水至刻度充分摇匀。用1cm光径比色杯在590nm波长以试剂空白调仪器零点进行比色测吸光值,在工作曲线上查出有机碳毫克数。

(2)标准曲线的绘制:

吸取有机碳标准溶液([p(c)=5g/L]:称取葡萄糖(C6H12O6·H2O,分析纯)1.375g溶于水,并定容至1L)0mL、0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL、3.0mL 分别放入7个50 mL试管中,补加水至3.0mL,然后按土样测定操作进行测定,绘制标准曲线。

2.4.4 沉积物重金属元素总量分析

称取0.1000g样品于聚四氟乙烯烧杯,硝酸-高氯酸-氢氟酸消解后,定容,ICP-OES测定金属含量。

2.4.5 沉积物形态分析

采用改良的BCR 连续提取法提取沉积物中重金属的酸溶/可交换态、可氧化态、可还原态。

实验步骤:

酸溶/可交换态:取 0.5 g干土壤样品,置于 50 mL聚乙烯离心管中,加入 20 mL 0.1 mol·L-1 HAc,室温下振荡 16 h,4000 r·min-1下离心 20 min,上层清液经 0.45 μm微膜过滤,滤液中加入 0.2 mL浓硝酸,ICP-OES测定金属含量。

可还原态:于上一级固相中加入 20 mL 0.5 mol·L-1NH

2

OH·HCI(pH=1.5),室温下振荡 16 h,4000 r·min-1下离心 20 min,上层清液经 0.45 μm微膜过滤,滤液中加入 0.2 mL浓硝酸,ICP-OES测定金属含量。

可氧化态:向上一级固相中加入 5 mL H

2O

2

(pH2-3),置于25℃水浴中 1

h,再向其中加入 5 mL H

2O

2

,再置于85 ℃水浴中 l h,水浴蒸发至近干,然

后加入25 mL l.0 mol·L-1 NH

4

Ac(pH=2.0),室温下振荡 16 h。4000 r·min-1下离心 20 min,上层清液经 0.45 μm微膜过滤,滤液中加入0.2 mL浓硝酸,ICP-OES测定金属含量。

第三章实验结果与讨论3.1 沉积物样品基本理化性质

3.1.1 沉积物PH值

图 3-1 沉积物pH值由图3-1可知所采集样品pH值普遍高于7。

3.1.2 沉积物阳离子交换量

第三章实验结果与讨论

图3-2 沉积物阳离子交换量

由图3-2可以看出F点的阳离子交换量是最大的,而D点是最小的。

3.1.3沉积物有机质含量

图 3-3 沉积物有机质含量

相关主题
相关文档 最新文档