添加不同化合态结合的铜离子对其在黄土中吸持及形态的影响

分别以CuSO4和Cu(NO3)2为吸持质，研究了添加不同化合态结合的铜离子在黄土中的等温吸持及形态分布规律。结果表明：黄土吸持铜离子以碳酸盐结合态为主。当铜离子初始浓度较低时，添加不同化合态结合的铜离子对其在黄土中的吸持及碳酸盐结合态没有明显影响；当铜离子初始浓度超过一定值时，添加不同化合态结合的铜离子对其在黄土中的吸持及碳酸盐结合态的影响随铜离子初始浓度的增加而明显增大。添加不同化合态结合的铜离子，其持有量和碳酸盐结合态含量均随土壤浓度的增大而减小。当铜离子初始浓度较低时，添加不同化合态结合的铜离子对其在黄土中的吸持量及碳酸盐结合态含量随土壤浓度的变化影响不大；当铜离子初始浓度超过一定值时，相同初始浓度条件下CuSO4较Cu(NO3)2会造成更大幅度的变化。     

马兰黄土对铜的吸持及其形态变化的影响

采用谐振式紊动模拟装置,模拟了均匀紊动条件下马兰黄土与铜的相互作用及其垂向浓度分布,测定了铜的形态和含量,并用模型ＭＩＮＴＥＱＡ２对平衡形态进行计算分析,投沙量(Ｓ０)范围为５－８００ｋｇ·ｍ３．结果表明,黄土吸持铜的量和水相铜浓度均随投沙量的增加而快速下降．在投沙量１００－２００ｋｇ·ｍ３处,固液两相铜的浓度发生突变．黄土上的铜以碳酸盐结合态为主,达９２%以上,表明铜的吸持过程可能以沉淀为主．模型计算结果进一步证实,无论是高浓度还是低浓度泥沙,黄土吸持铜的过程主要以沉淀为主,但高浓度和低浓度的沉淀组成及其比例不同,Ｓ０＜１００ｋｇ·ｍ３时为Ｃｕ４(ＯＨ)６ＳＯ４,Ｓ０＞１００ｋｇ·ｍ３时为Ｃｕ２(ＯＨ)２ＣＯ３．实验分析和模型计算都表明,由于马兰黄土富含１０%以上的碳酸钙而使体系的ｐＨ值升高,高浓度泥沙因此具有更强的以沉淀为主的吸持铜的能力。     

兰格缪尔等温式的适用性分析——以黄土吸持铜离子为例

在不同土壤浓度条件下进行了黄土对铜离子的等温吸持实验（包括吸附与沉淀）。利用兰格缪尔（Langmuir）等温式对实验结果进行拟合时发现：黄土对铜离子的吸持结果在形式上仍可用传统的Langmuir等温式来描述，但式中的相关参数已经不再具有原来的物理意义。本文分析了Langmuir等温式在黄土对铜离子吸持时的适用性，指出其参数变化与铜离子的吸附关系不大，而与沉淀密切相关。     

2种茶树对铜胁迫的响应及其组织铜化学形态变化的比较研究

为了分析不同茶树对Cu胁迫的生理响应及其组织中不同化学形态Cu的累积特性,本研究采用水培法,探讨铁观音、肉桂2种茶树在不同浓度Cu胁迫下,茶树根系活力、叶绿素含量、茶树组织Cu含量及不同化学形态Cu含量的变化,以期为重金属对茶树毒害机理和茶树对重金属的自我防御研究提供理论依据。结果表明,随着Cu胁迫浓度的增加,茶树根系活力及叶片叶绿素含量呈现下降趋势,而与对照相比,铁观音下降的幅度远高于肉桂。不同茶树品种在相同浓度Cu胁迫下,其根、茎、叶组织的Cu含量差异不显著,而不同组织中则表现为根叶茎。不同化学形态Cu含量分析结果表明,随着Cu胁迫浓度的升高,2种茶树根部可交换态Cu、碳酸盐结合态Cu、有机结合态Cu含量百分比呈现下降趋势,而铁锰氧化态Cu和残留态Cu呈现上升趋势;茎部可交换态Cu、有机结合态Cu含量百分比呈现下降趋势,碳酸盐结合态Cu、铁锰氧化态Cu和残留态Cu呈现上升趋势;叶部可交换态Cu、碳酸盐结合态Cu、有机结合态Cu含量、铁锰氧化态Cu含量的百分比均呈现上升趋势,而残留态Cu呈现下降趋势。进一步分析发现,Cu胁迫下,铁观音茶树根、叶部主要以采取提高有机结合态Cu的形式来降低Cu离子毒害,而肉桂则以提高铁锰氧化态Cu形式降低Cu离子毒害,叶部则以提高铁锰氧化态Cu和残留态Cu的形式降低Cu离子毒害。可见,不同的茶树在Cu胁迫下所表现解毒模式存在着一定的差异。     

粤东凤凰山茶区土壤锰、锌赋存形态特征及对茶叶的有效性

采用连续化学提取法对粤东凤凰山茶区12个茶园土壤Mn和Zn的5种赋存形态特征及对茶叶的有效性进行了研究。结果发现,茶区土壤Mn平均含量为337 mg.kg-1,Zn平均含量为166.0 mg.kg-1,Mn和Zn的形态分布规律均表现为残渣态>铁锰氧化物结合态>有机束缚态>可交换态>碳酸盐结合态。土壤铁锰氧化物结合态和碳酸盐结合态Mn含量以及碳酸盐结合态、有机束缚态和铁锰氧化物结合态Zn含量分别与土壤pH值呈显著正相关,可交换态Mn含量与土壤pH值呈显著负相关;有机束缚态Mn、Zn含量以及铁锰氧化物结合态Zn含量分别与土壤有机质含量呈显著正相关,而铁锰氧化物结合态Mn含量与土壤有机质含量呈显著负相关。茶区茶叶Mn平均含量为1 046.3 mg.kg-1,Zn平均含量为42.0 mg.kg-1。茶叶Zn含量分别与土壤可交换态、有机束缚态、碳酸盐结合态Zn含量以及有机质含量呈显著正相关;茶叶Mn含量分别与土壤可交换态、碳酸盐结合态、有机束缚态Mn含量呈显著正相关,而与土壤pH值呈显著负相关。土壤pH值和有机质含量对茶区土壤Mn和Zn的化学形态分布及茶叶中Mn和Zn的累积有重要影响。     

金昌市郊农田土壤Cu,Zn,Ni形态分布特征与生物有效性评价

通过野外调查和室内测试分析,研究了金昌市郊农田土壤重金属Cu,Zn和Ni的形态特征,并以麦粒中重金属含量为重点进行了Cu,Zn和Ni的生物有效性评价.结果表明,研究区域土壤重金属Cu和Ni污染严重;Cu的主要存在形态为有机结合态,Zn的主要存在形态为残渣态,而Ni的主要存在形态为潜在可利用态;三种元素的生物有效性大小顺序为NiZnCu.对麦粒中重金属健康风险进行评价反映出麦粒中Ni含量对人体健康风险较大,而Cu和Zn对人体健康风险较小.逐步回归分析结果表明,农田土壤中Cu可交换态和碳酸盐结合态对麦粒中Cu含量贡献最大,而对麦粒吸收Zn和Ni贡献最大的形态分别为Zn的碳酸盐结合态和Ni的可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化态和有机结合态.土壤重金属Cu,Zn和Ni各形态分配系数较总量和各形态含量更适合表征本研究区域土壤重金属的生物有效性.     

陪伴阴离子对土壤专性吸持铜的影响

本文采用流动法研究了陪伴阴离子对红壤、黄棕壤专性吸持铜的影响。实验结果表明:陪伴阴离子不同时,土壤专性吸持铜的机理亦不同,用一级动力学方程拟合吸持实验数据,结果表明:土壤专性吸持铜过程较为复杂,为多种吸持机理并存。     

典型城市污染水体底泥中重金属形态分布和相关性

采用Tessier五步连续提取法,研究了南京市莫愁湖、玄武湖、秦淮河13个底泥样品中的重金属的形态分布情况,分析了重金属浸出量与各形态间的相关性及有机质与有机结合态的相关性,并通过红外谱图分析了有机质与重金属结合的机理.结果表明:底泥中Pb,cu,zh,Ni,Cr主要以有机结合态和残渣态俘在,两种形态的含量占总量70%以上,Zn和Cd的可交换态和碳酸盐结合态含量相列较高,Zn约占20%,Cd约占30%;Zn,Cu,Cd,Ni,Cr的浸出量均与可交换离子态呈现显著的相关性,因此可通过减小可交换离子态含量控制底泥重金属污染的风险性;研究还表明,有机质与有机结合态呈现显著的正相关,因此增加底泥中有机质含量有助于重金属向有_棚结合态转化,有机质与重金属的结合主要是由于其中-些官能团和重金属形成稳定的络合物.     

蚯蚓对土壤中铜、镉形态及高丹草生物有效性的影响

以高沙土和黄泥土为供试土壤,采用塑料盆分装土样,分别加入3个浓度的Cu2 (100、200、300mg kg-1)或Cd2 (5、10、15mg kg-1)模拟土壤污染,待这些污染土壤平衡培养2mo后,设置接种蚯蚓(Pheretima guillemi Michaels-en)处理与不接种蚯蚓处理,并种植高丹草(Sorghum×Sudan,Sorghum bicolor×S.sudanense);采用Tessler连续提取法测定重金属各结合形态,研究蚯蚓活动对土壤中Cu、Cd的主要形态及高丹草有效性的影响,以揭示蚯蚓对铜、镉污染土壤的修复作用.结果表明,蚯蚓活动显著提高了高沙土中碳酸盐结合态铜(Carb-Cu)和铁锰氧化物结合态铜(OxMn-Cu)的含量;显著提高了Cd处理为10、15mg kg-1的高沙土中离子交换态镉(Exch-Cd)和碳酸盐结合态镉(Carb-Cd)的含量,显著提高了黄泥土离子交换态铜(Exch-Cu)和有机结合态铜(WBO-Cu)的含量;通过测定各处理高丹草Cu、Cd含量发现,接种蚯蚓后,高沙土各Cu处理的高丹草的Cu含量显著增加,高沙土5、10mg kg-1Cd处理的高丹草的Cd含量以及黄泥土各Cd处理的高丹草的Cd含量均显著增加.图3表3参32     

小麦根际土壤汞的分布和形态变化

采用根际箱试验和连续化学萃取法,结合氢化物原子吸收光谱法,研究了非根际和根际土壤汞形态分布特征及小麦(Triticum aestivum)生长期土壤汞形态变化.结果表明.非根际汞形态分布顺序为:残渣态>强有机质结合态>碳酸盐铁锰氧化物结合态>腐殖酸络合态>水溶态>交换态,根际汞形态分布为:残渣态>碳酸盐铁锰氧化态>强有机质结合态>交换态>腐殖酸络合态>水溶态.当外源汞进入土壤后,在小麦生长60 d内,植物吸收使残渣态汞和水溶态汞含量明显降低,交换态汞和碳酸盐铁锰氧化态汞含量增加.土壤汞污染程度越大,在小麦中积累的汞就越多.其生物毒性增强,环境危害加大.     

铜陵矿区土壤中镉存在形态及生物有效性

采取Tessier连续提取法，研究铜陵矿区不同功能区表层土壤中镉的化学形态分布和生物有效性。结果表明，各种土壤中的镉含量全部高于地区背景值，主要来源与矿业活动有关，部分样品还有矿体的风化富集叠加，土壤镉污染指数PCd为1．15～79。镉含量依次为矿体风化土壤→废矿堆下垫土→市郊菜地土→矿区铜草土、路边土和稻田土→其它土壤。其形态分布，酸性土壤中以Fe-Mn氧化态和可交换态为主，其余三态相对较低；碱性土壤中有机态和残渣态比例较高，碳酸盐态和可交换态所占的比例低。土壤中生物可利用态镉的含量较高，占土壤总镉的60．20%-98．3％，生物不可利用态仅占1．7％-39．2％。     

Physiological responses ofCalanus finmarchicus andMetridia longa (Copepoda: Calanoida) during the winter-spring transition

The effect of pH on the biological availability of copper to the brine shrimp Artemia franciscana was studied with acclimated and non-acclimated individuals for the pH range 5.5 to 8.5. A chemical speciation model was used to calculate the speciation of copper in a chemically-defined saline solution as a function of pH. The lipid solubility of inorganic copper species was determined in hexadecane/saline and octanol/saline extraction systems. Copper is absorbed across the gut epithelium and accumulation is proportional to time over a 120 min experimental period. The biological availability of copper decreases with a decrease in the pH of the salt solution and a concomitant increase of the cupric ion concentration. Acclimation to the experimental pH has a marked effect on the uptake process, which depends on the buffer used. There is no extraction of copper in hexadecane, but a small amount goes in octanol. There is, however, no direct relation between the accumulation of copper in the shrimps and the extraction of copper in octanol. Multiple regression of the accumulation rates for non-acclimated animals on the calculated copper species concentrations shows that much of the variation in accumulation rate with pH is explained when copper hydroxide and/or copper carbonate species are considered to be the biologically available forms. Alternatively, the observations can be interpreted as the result of competitive binding of protons and copper species for carrier systems.     

污染黑土中重金属的形态分布与生物活性研究

通过对污染和清洁黑土的耕层、非耕层分层采样分析,比较了Cd,Pb,Cu和Zn等在同一土壤耕层和非耕层以及不同采样点土壤中的形态分布和生物活性.结果表明,无污染黑土中这些重金属的形态分布一般为:残渣态>有机结合态>铁锰结合态>碳酸盐结合态>可交换态,外源污染则使可交换态重金属的含量增加.以生物有效性系数和迁移系数进行重金属生物活性评价,其在黑土中生物活性大小的顺序为:Cd>Cu>Zn>Pb.污染愈严重的土壤,重金属的生物活性和自身的淋溶能力相对较强,在非耕层中也表现出较高的生物活性.综合重金属在土壤中的含量和生物活性,发现2个污染点的黑土中Cd和Pb对当地农业生产和地下水安全已构成潜在的威胁.     

PM10中重金属的提取方法及生物可利用性研究

分别运用模拟生物提取法与化学连续提取法对PM10标准参考样品城市源（NIST-1648A）和工业源（BCR-038）中6种重金属（Cd、Co、Cu、Mn、Ni、Pb）质量分数及赋存形态进行分析。其目标是验证2种提取大气固体颗粒物中重金属方法的有效性,并比较2种方法的优缺点,为将来提取PM10中重金属的方法选取提供依据。模拟生物提取法中,使用Gamble溶液模拟人体肺液对 PM10样品进行溶解,实验方法操作较为简单快捷;化学连续提取法中,不同溶解步骤则可确定重金属的不同赋存形态。在需要快速确定 PM10中某种重金属总量时,应优先使用模拟生物提取法。化学连续提取结果表明,城市源PM10中重金属赋存形态分布没有统一规律,工业源PM10中重金属多以残渣态存在。通过对2种来源的PM10样品中重金属生物可利用性分析,城市源的大气颗粒物对人体的毒性更大,其中标准参考样品城市源 PM10中生物可利用性较高的是重金属Cd（BIBio为61.65%±3.45%;BISE为69.02%±3.82%）和Cu,最低的是重金属Co和Pb;标准参考样品工业源PM10中重金属的生物可利用性最高的是Cd（BIBio为27.66%±1.52%;BISE为15.05%±2.13%）,而Ni、Co和Pb的生物可利用性较低。     

重金属在环境中的化学形态分析研究进展

重金属在环境中的形态与迁移转化决定了其污染风险和生物有效性.本文从影响重金属形态的主要环境条件和结合物特性出发,分析了重金属在环境中与有机物、无机矿物质等的交互作用机理,对目前重金属形态分析的主要研究方法(化学提取、电化学、分子尺度仪器检测技术、模型计算等)展开综述与讨论.     

Metal distribution in sediments from the Adriatic Sea

Total metal concentrations (Cu, Ni, Pb, Zn, Fe, and Mn) and their distribution in different chemical forms (speciation) were determined in sediments from the Adriatic Sea in order to evaluate contamination and mobility of metals. The study was carried out on marine sediments collected in two areas of the Adriatic Sea differently influenced by Po river waters. Metal distribution in the study area depends prevalently on water circulation and on organic matter distribution. Among metal levels, significant correlations between copper and zinc and between lead and nickel were found, suggesting common and specific sources. As regards metal speciation, the distribution of different chemical forms changes with the metal. The prevailing zinc phases, for example mobile forms, and sulphide together are greater than 50% of total metal. Nickel is mainly present in sediments as sulphide, and the preferential association of copper with organic matter is evident. Lead and manganese are preferentially found as mobile forms (more of 30% for lead, 40% or more for manganese).     

老化过程中铜形态变化的X射线吸收精细结构谱的(XAFS)初步研究

利用X射线吸收精细结构谱(XAFS)对老化过程中土壤中铜的分子形态进行初步表征。以硫酸铜、氧化铜和硫化铜的X射线吸收扩展边结构(EXAFS)谱为参比,对土壤样品中Cu的EXAFS谱进行拟合,得到不同老化阶段与参比物质相对应的结合态Cu的百分含量,并与连续提取法表征进行比较。XAFS分析结果表明,老化阶段土壤样品中铜的主要结合形态是CuSO_4,同时还有部分CuS,基本不含有CuO。随着时间的推移,土壤中CuSO_4百分含量呈现出下降的趋势,CuS百分含量呈现出上升的趋势。这与连续提取法研究结果中其可交换态的百分比下降,残渣态上升的趋势相似。     

不同磷肥对棕壤吸附铜的影响

采用等温平衡法研究3种性质不同的磷肥（磷酸二铵,钙镁磷肥和磷矿粉）对棕壤铜吸附量的影响,并应用Freundlich方程Cs=KfCen分析土壤铜的吸附特征。结果表明,与不施磷肥处理（对照）相比,当n（磷）：n（铜）=1：1时,钙镁磷肥和磷矿粉增加棕壤对铜的吸附量,分别增加107%和158%;不同用量的磷酸二铵均会降低棕壤对铜的吸附能力;增加非水溶性磷肥（钙镁磷肥和磷矿粉）的施用量,能增加棕壤对铜的吸附量,提高棕壤的吸附能力;高量磷矿粉的作用效果最为明显。由此可知,为降低农产品质量安全风险,铜污染棕壤上不宜施用磷酸二铵,但可选用磷矿粉作为肥源。     

Environmental and technological studies on the interaction of wool with some metal ions

The technical feasibility of using a suitable sorbent for the removal of some heavy metal ions from their aqueous solutions was investigated. The scope of the work covers the use of low-class native wool or wool wastes from industrial processes or from recycled woolen textiles for the removal of copper, nickel, cobalt, chromium, and zinc ions from their effluents. The sorption efficiency of the aforementioned metals by wool is in the following order: copper?>?cobalt?=?nickel?>?zinc?>?chromium.

The effect of time of sorption, temperature of the effluent, and concentration of metal ions on the rate of sorption was examined. The effect of oxidation or reduction of wool on its sorption power of copper ions is studied. The reduced wool was found to be better than native or oxidised wool in the sorption of copper metal from its effluents. The reuse of wool as metal sorber after elution of the metal, using hydrochloric acid, was also studied. It was found that wool can be reused for sorption after elution of copper up to 25 times of elution; a very limited amount of permanently fixed copper was observed. The use of sufficient woolen layers displays the best way of obtaining an effluent of zero copper content.