不同酸化体系测定中国不同地区土壤重金属的比较研究

本文采用硝酸-氢氟酸-盐酸-过氧化氢(5∶1∶1∶1)的消解体系和硝酸-过氧化氢(6∶2)消解体系,均通过微波消解法和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定土壤中的铬、镍、铜、锌、砷、镉、铅等7种元素.分析了来自全国不同地区的9种土壤与水系沉积物的质控样品,研究了全量微波消解酸体系对土壤中7种重金属测定的影响.结果表明,对于Cr和Pb元素,硝酸-过氧化氢消解体系可溶态元素的结果显著低于元素全量的结果,未加入氢氟酸,难以将硅晶格中的Cr和Pb析出.对于As元素,硝酸-氢氟酸-盐酸-过氧化氢消解体系的回收率略有偏高,推测其原因为盐酸引入的氯离子对ICP-MS的测定产生了质谱型干扰,因此消解体系应尽量避免引入氯.对于Ni、Cu和Zn的结果,硝酸-过氧化氢消解体系的回收率在75%—110%的范围,两种消解体系结果的偏差较小,硝酸-过氧化氢法测定的可溶态元素的结果可以较好的反映元素全量的水平.对比不同地区土壤的结果发现,除水系沉积物和砖红壤中的Pb及砖红壤中的Cr,土壤中部分Cr和Pb难以被硝酸-过氧化氢体系消解出来,在环境中处于稳定的状态,因此采用硝酸-过氧化氢体系能更准确地评估Cr和Pb对环境的危害.     

在土壤及底泥重金属测定中不同前处理和分析方法的比较

采用硝酸-高氯酸-氢氟酸、硝酸-双氧水和王水3种酸消解体系,电热板和全自动石墨消解仪两种方式对样品进行前处理,原子吸收和ICP-MS两种测定方法对土壤和底泥国家标准样品以及实际样品中重金属进行测定.结果表明,硝酸-高氯酸-氢氟酸体系可以使样品完全分解,王水浸提土壤和底泥样品的效率在60.6%—87.7%之间,是硝酸-双氧水浸提率的1.3倍.全自动石墨消解仪和电热板相比受热均匀、操作简单,原子吸收和ICP-MS均可对前处理后的土壤和底泥样品进行准确测定,不同实验室可根据硬件条件选用不同的分析方法.     

微波消解ICP-AES法测定土壤及植物中的重金属

建立了微波消解、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)同时测定赣南钨矿区尾砂库的土壤和植物中重金属的测试方法.结果表明:土壤和植物分别经HNO3-HF-HClO4(4∶ 5∶ 2)和HNO3-HClO4(8∶ 2)消解后完全分解,适当增加RF功率和雾化速率有利于提高重金属的信噪比,采用内标法有效地改善了检测结果的准确度和精密度.土壤和植物分析方法的加标回收率分别为96.0%-113.6%和97.2%-107.0%,RSD分别为1.31%-4.16%和1.59%-4.17%.     

土壤/沉积物中14种金属元素的ICP-MS准确测定方法

建立了微波和湿法两种消解方式的不同条件下土壤/沉积物中V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Se、As、Sr、Mn、Pb、Cd、Ba和Fe共14种金属元素的ICP-MS准确测定方法.比较了微波消解不同称样量及湿法不同消解体系、温度对不同金属元素的消解效果.以103Rh和195Pt作为ICP-MS测定时的内标元素,针对不同测定元素选择合适的监测质量数及碰撞/反应模式.结果表明,微波消解称样量为0.10 g、消解体系为硝酸-盐酸-氢氟酸时,除Mn、Sr、Ba、Fe等半金属外大部分金属元素消解效果良好;湿法消解采用硝酸-盐酸-高氯酸-氢氟酸(5∶1∶1∶5)体系、消解最高温度为180℃时消解效果最佳,14种金属元素测定结果均在标准值范围内,但需防止少数易挥发元素如As、Se、Pb等在蒸酸过程中挥发损失.分别采用上述两种消解体系对湖底沉积物和两种国际比对土壤样品进行了前处理,并以ICP-MS进行了准确测定,14种金属元素的RSD均在0.10%—3.32%范围之间,国际比对中As、Cd、Pb、Mn的测定结果与初步公布结果一致.该方法重复性好、准确度高,适用于常规土壤/沉积物样品的准确测定.     

贵屿电子垃圾处理对河流底泥及土壤重金属污染

以广东省汕头市贵屿镇电子垃圾处理场为对象,主要研究了电子垃圾场附近河流的底泥和农田土壤中重金属形态分布特征。结果表明,底泥中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn质量分数分别为52.9-67.1、309-359、79.2-1485、391-449、37.5-111 mg.kg^-1;土壤中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的平均质量分数分别是54.1-57.1、278-320、93.5-116、382-415、46.2-68.1 mg.kg^-1。底泥和土壤中Cd、Cr、Cu、Pb均超过《土壤环境质量标准》（GB15618—1995）二级标准,其中以Cd和Cu污染最为严重。底泥及土壤中重金属的地球化学形态分布规律基本一致。重金属具有较高迁移性,重金属的迁移性为Cd〉Cr〉Pb〉Zn〉Cu。     

榆树市玉米种植区黑土重金属污染状况及来源浅析

为明晰农田黑土重金属含量状况以及污染来源,选择黑土区连续多年种植玉米的榆树市为研究区,原位采集196个土壤样品,采用火焰-石墨炉原子吸收分光光度计对土壤中5种重金属含量进行分析测定,并采用相关分析和主成分分析法进行污染来源解析。结果表明,土壤中Cd、Cr、Cu、Zn、Pb质量分数平均值分别为(0.119±0.08)、(56.51±9.10)、(19.21±3.42)、(70.58±14.57)和(34.42±7.85)mg·kg-1;土壤中Cd、Cr、Cu、Zn、Pb含量超过相应的黑土背景值的点位百分比分别为69.9%、36.7%、26.5%、82.1%、84.2%;土壤中Cd和Zn含量超过相应的土壤环境质量二级标准的点位百分比分别为6.6%和0.5%;与成土母质相对比,富集系数为:Pb(1.56)Cr(1.29)Zn(1.24)Cd(1.20)Cu(1.16);与中国第二次土壤普查数据对比,土壤Pb、Cd、Zn平均含量分别增加48.1%、8.2%、5.1%;土壤Cr和Cu含量变化较小。相关分析表明,土壤Cu和Cr含量呈极显著正相关(r~2=0.369,P0.01),土壤Pb和Zn含量呈极显著正相关(r~2=0.333,P0.01),表明土壤Cu和Cr可能有相同的污染来源,Pb和Zn污染来源相似。主成分分析表明,3个主成分(PC)可解释总方差的79.13%。PC1解释总方差的29.33%,主要包括Zn和Pb,土壤中Pb和Zn污染主要来源于燃煤、大气干湿沉降物和化肥施加;PC2解释总方差的26.81%,包括Cr和Cu,土壤中Cr和Cu主要受成土母质控制;PC3解释总方差的23.00%,包括Cd,而土壤Cd富集可能来源于磷肥。总体而言,榆树市玉米种植区黑土重金属污染较轻,但Cd有超标现象,应引起重视。     

彩塘电镀区底泥重金属污染与释放特征

采集了彩塘不锈钢电镀区河段9个典型底泥样品,研究了底泥重金属含量及其地球化学形态以及底泥在不同pH值下的释放特征,并探索了碱石灰对底泥重金属的固定效果.研究表明,该区域底泥中Cr、Cu、Cd、Ni、Pb、Zn大大超过了广东省土壤背景值,其中Cu、Cd、Cr、Ni超过了《土壤环境质量标准》(GB15618—1995)二级标准的4.4、3.7、1.6、5.3倍.底泥中的重金属迁移性的大小为Cd>Zn>Ni>Pb>Cu>Cr.重金属释放是长期持续过程,随着水体pH值降低,底泥重金属释放量逐渐升高.底泥中加入碱石灰能有效地降低重金属的生物有效性,减少底泥重金属释放.     

钢铁工业遗留场地土壤重金属洗脱剂筛选研究

土壤重金属污染限制了工业遗留场地再利用,通过振荡试验考察了HCl、HNO3和EDTA对工业遗留场地土壤中超标重金属Pb、Zn、Cd和As的洗脱效果。结果表明：土壤Pb、Zn、Cd、As的脱除效果均随洗脱剂浓度增加而增加;HCl、HNO3和EDTA等3种洗脱剂浓度分别为0.5、0.5和0.1 mol.L-1时,土壤Pb、Cd质量分数可降低至场地安全再利用的控制标准以内（分别为140 mg.kg-1、1mg.kg-1）;洗脱剂浓度分别增至2、2和0.2 mol.L-1时,土壤Pb、Cd质量分数继续降低,Zn、As质量分数有大幅降低但没有达到其相应的场地安全控制标准（分别为200、20 mg.kg-1）;与EDTA相比,HCl在低浓度时的重金属脱除效果较差,但HCl浓度增加对重金属脱除率的提高效果更为明显;洗脱液pH值（7.88~0.15）与重金属脱除率均呈显著负相关且与As的负相关系数最小,说明洗脱液pH值变化对As去除的影响相对较小;与HCl和HNO3相比,EDTA洗脱液pH值与Pb脱除率之间的负相关系数较大,与Zn、Cd、As脱除率之间的负相关系数较较小,说明EDTA洗脱液pH值变化更易对Pb的去除产生影响。     

龙塘镇电子垃圾拆解区土壤和河流底泥重金属赋存形态及生态风险

龙塘镇是珠三角电子垃圾拆解区之一,采用AAS方法对该地土壤和河流底泥沉积物中5种重金属(Cd、Cr、Cu、Zn和Pb)含量进行测定分析,结果显示周围农田土壤中Cd含量是《国家土壤质量标准》二级标准的3倍左右,是广东省土壤背景值的20倍左右;拆解区土壤Cd超标最为严重,最高达5.67倍,超过广东省土壤背景值达36.17倍;拆解区下游0—1500 m河流底泥中Cd、Cr、Cu、Zn和Pb含量大幅增加且部分金属超标,Cd在0—40 cm深度内含量总体逐渐降低,仍远超背景值,Cu含量采样深度内递减规律最显著且在0—10 cm内含量超标,Cr、Zn和Pb除部分点位在表层积累较多外,其余与背景值相差不大且未超标.采用BCR(the Community Bureau of Reference)法提取重金属不同形态可知,底泥中Cd主要以弱酸溶态和可还原态为主,Cu主要以可氧化态存在,Cr主要以残渣态存在,而Zn和Pb则以可还原态为主;其中Cd的可提取态比例较高(60%),容易释放出来形成"二次污染".潜在生态风险结果表明,河流底泥中Cd生态危害程度属于极强(Ei320);其他金属Cr、Cu、Zn和Pb危害风险程度属于轻微(Ei40);金属Cd对整个RI值贡献最大(88%),应重点加强对Cd污染的防控.     

典型矿冶周边地区土壤重金属污染及有效性含量

对湖南长沙、株洲、衡阳、郴州等地区的典型矿冶污染土壤进行了采样分析与有效性含量提取,结果表明,土壤中重金属污染严重,矿区土壤主要污染元素为Pb、Zn、As、Cr、Cu,而冶炼业周边污染土壤中主要是Zn、Pb、Cr、As、Cu、Cd,其污染程度均远远高于国家环境质量二级标准;Pb、Cd和Zn污染主要来源于采矿、冶炼活动而As污染可能还与农业生产有关。不同浸提液对土壤中Pb、Zn、Cd、As、Cu有效性质量分数的提取能力(设其符号为u)依次为u(NH4NO3)>u(HCl)>u(CaCl2);而对有效性Cr,HCl提取量为最高;盐基离子,尤其是NH4、NO3效应和酸效应(H+)大大促+-进了土壤中重金属离子的环境危害行为。     

不同微波条件对活性炭微波再生效率的影响研究

研究了吸附药厂废水COD的粉末活性炭在不同微波条件下的微波再生。以碘吸附值为指标,通过单因素实验考查了微波功率、微波辐照时间对粉末活性炭性能恢复率、再生损耗率、综合恢复率的影响,结合实验拟合曲线特点,分析了呈现的规律和原因。实验结果表明,在微波功率为648W、辐照时间为180s时活性炭性能恢复率达到最大,为99.73%;在功率为464W、时间为180s时综合恢复率最佳,为96.81%。     

微波诱导改性活性炭催化处理低浓度抗生素废水

通过采用负载FeSO4活性炭、CuSO4活性炭和一般活性炭作为微波催化剂处理抗生素废水的对比实验,研究不同负载方法对抗生素制药废水COD去除的差别,结果表明,负载FeSO4的活性炭作为催化剂的微波处理系统对COD的去除率最高.以微波诱导负载FeSO4的活性炭为催化剂对抗生素制药废水进行处理,结果表明,增大负载FeSO4活性炭质量,微波辐射时间和微波功率,均有利于抗生素废水中COD的去除,但各影响因素的取值并不是越大越好.对微波诱导负载FeSO4活性炭催化工艺处理抗生素废水进行反应动力学分析,结果显示,过程近似一级反应,其动力学方程为:lnC0/C=0.1413t+5.4121,r=0.9876.反应动力学常数为0.1413 min-1.     

Microwave enhanced stabilization of copper in artificially contaminated soil

Microwave processing was used to stabilize copper ions in soil samples. Its effects on the stabilization efficiency were studied as a function of additive, microwave power, process time, and reaction atmosphere. The stabilization efficiency of the microwave process was evaluated based on the results of the toxicity characteristic leaching procedure (TCLP) test. The results showed that the optimal experimental condition contained a 700W microwave power, 20 min process time and 3 iron wires as the additive, and that the highest stabilization efficiency level was more than 70%. In addition, the different reaction atmospheres showed no apparent effect on the stabilization efficiency of copper in the artificially contaminated soil. According to the result of the Tessier sequential extraction, the partial species of copper in the contaminated soil was deduced to transform from unstable species to stable states after the microwave process.     

微波法不同影响因素对土壤中氯丹降解的影响

以农药生产企业搬迁遗留场地土壤为研究对象,研究了微波修复土壤技术的各影响因素对氯丹降解的影响.结果表明:在土壤含水率20％、pH值8.5、活性炭投加量50 g·kg-1、微波功率600 W和辐照时间20 min条件下,微波法对氯丹去除率达到89％;若土壤中氯丹去除温度保持在300 ℃以上,可使氯丹大幅度去除.各因素对微波法去除氯丹的影响由大到小依次为微波功率、辐照时间、活性炭投加量和含水率.修复过程中氯丹降解的中间产物有六氯、七氯和九氯等,推测其降解过程存在加氯和脱氯反应.     

微波－混凝法处理滇池高藻原水的实验研究

实验采用微波－混凝法处理滇池高藻原水,考察了混凝剂聚合氯化铝（PAC）投加量、进水pH值、微波功率及辐照时间对除藻去浊效果的影响,并与单一混凝的处理效果进行了对比。结果表明：在PAC投加量为80mg／L、进水pH值为8—9、微波功率为600W、辐照时间为1．5min的条件下除藻去浊效果最佳,除藻率达94．4％,剩余浊度可从89NTU降到3NTU左右;微波－混凝法对滇池高藻原水的处理效果明显优于单一混凝,同时可降低混凝剂用量,具有良好的强化混凝效果。     

微波技术在中药研究领域中的应用

系统查阅有关微波技术在中药提取、中药炮制、中药干燥灭菌等方面的应用文献资料,认为微波提取技术具有快速、高效、安全、有效成分得率高、节能等特点;微波能杀灭各种微生物,可用于中药材及中成药的干燥和灭菌;微波技术易使炮制工艺自动化,处理中药干净、简便,可保证中药质量,提高炮制功效.推广微波技术在中药领域的应用具有很大的意义.     

微波辐射技术在聚乙烯醇降解反应中的应用

考察了微波功率、pH值、H2O2用量和反应时间对聚乙烯醇降解反应的影响.实验表明,在微波辐射条件下,微波功率为800W,辐射时间为1min,pH值为3, H2O2用量为22g H2O2·100g-1 PVA时,5ml聚乙烯醇(7%)的平均聚合度能够在1min内降至67.与常规油浴加热相比,反应速度提高10-20倍.     

Substitution of toxicologically critical solvents in the residue analysis of acetamiprid: Towards green chemistry

The article presents the reduced use of toxicologically critical solvents for the extraction and clean-up of a neo-nicotinoid pesticide, acetamiprid from vegetables. Acetamiprid was extracted from spiked vegetable samples of cabbage by the use of different techniques like microwave-assisted extraction (MWAE), sonication and by the conventional method of homogenization. The study revealed that though higher percent recoveries of 78–92 were obtained in the blending method, solvent use was high as compared to MWAE. In MWAE, the percent recoveries recorded were in the range of 46–89 depending upon the solvent used and power employed. A mixture of methanol–water and methanol–acetone at 400 W power levels gave percent recoveries of 72 and 82, respectively, as compared to solvent mixtures, namely, acetone–hexane and acetone–hexane–water, which recorded recoveries of 49 and 67%. The study indicates that the choice of solvent and power employed plays a significant role in MWAE for enhanced recoveries.     

微波消解—电感耦合等离子体质谱法测定植物中痕量稀土元素

研究了电感耦合等离子体质谱（ＩＣＰ－ＭＳ）测定植物中痕量稀土元素（ＲＥＥｓ）的方法。详细讨论了测定稀土元素的质谱干扰及基体的抑制效应,采用代数法可有效地校正质谱干扰,内标法可以补偿基体的抑制效应。根据植物标准参考物质（ＧＳＶ－２,ＧＳＶ－４）的分析结果评价方法的准确性。在微波条件下,ＨＦ／ＨＣｌＯ４／ＨＮＯ３混合体系能快速而有效地分解植物样品,直接稀释后用ＩＣＰ－ＭＳ测定其中的稀土元素。     

微波处理对UV-B损伤菘蓝幼苗非酶类抗氧化剂生物合成的影响

采用微波预处理菘蓝(Isatis indigotica Fort)种子,待种子出土萌发后进行uv.B辐射(10.08 kJ m-2 d-1,PAR=220μmol m-2 d-1)处理 6 d,研究了经不同时间微波辐照后菘蓝种子发育而成的幼苗在UV-B辐射下非酶类抗氧化剂(紫外吸收物质、花青素甙、谷胱甘肽、抗坏血酸和脯氨酸)的生物合成情况.结果显示,在UV-B辐射条件下,4种微波预处理均能不同程度促进紫外吸收物质、花青素甙、谷胱甘肽、抗坏血酸和脯氨酸的生物合成,降低丙二醛含量,增强幼苗对UV-B伤害的抗性.这表明,适当时间的微波预处理可以提高植物对增强UV-B辐射的抵抗能力,与此同时,过长时间微波处理也会抑制植物的生理生化代谢和非酶类抗氧化剂的生物合成,加重对植物的伤害.因此,微波具有相悖的防护效应,在生物学上应用时其剂量的大小十分关键.