水体、土壤和沉积物中铊的化学形态研究进展

铊(TI)是一个典型性的毒害重金属元素,在环境中的迁移转化行为、富集机制、毒性和生物效应与其赋存化学形态密切相关.本文对水体、土壤和沉积物中Tl化学形态分布、演化特征和化学形态分析方法作了系统总结和评述,并对Tl化学形态分析存在问题及未来发展趋势进行了展望.     

粤西某硫铁矿尾矿库下农田土壤重金属的形态分布及生物有效性

硫化物矿床的开采,使得大量有毒有害重金属释放进入环境,给周围土壤、水体、植物、大气等造成了严重的环境问题.粤西某硫铁矿地处广东省西部,矿石的淋滤实验[1]表明,其所含微量元素的化学活动性极强,各元素的浸出比例均高于50%.矿石中的Cd含量较低,而Pb则相对较高[2].本文采用元素-铅同位素方法[3],对该研究土壤中的Cr、Cu、Mn、Ni     

改良剂对土壤Pb、Zn赋存形态的影响

采用室内模拟培养修复方法研究海泡石、骨炭、油菜秸秆和生石灰对土壤Pb、Zn赋存形态的影响,结果表明,酸性土壤中添加这4种改良剂均显著性地提高土壤的pH.添加油菜秸秆和生石灰处理可显著地降低土壤酸可提取态Zn含量,培养2个月后,土壤酸可提取态Zn含量分别比对照降低17.4%和34.6%.4种改良剂中,除了海泡石外,油菜秸秆、骨炭和生石灰处理均可以显著地降低土壤中酸可提取态Pb含量.添加油菜秸秆、骨炭和生石灰可使土壤可交换态Pb比对照分别降低87.1%、82.6%和25.6%(培养1个月),93.7%、73.3%和39.0%(培养2个月).油菜秸秆和骨炭是具有修复Pb污染土壤的潜力材料.     

洱海沉积物中不同形态磷的时空分布特征

为揭示洱海沉积物磷形态变化的影响因素及其内源磷负荷状况,研究了洱海沉积物中不同形态磷的空间分布和季节性变化特征. 结果表明,洱海表层沉积物中w(TP)为418.71～1108.34mg/kg,空间分布总体呈中部湖区＞南部湖区＞北部湖区;w(IP)为302.35～871.00mg/kg,分布趋势与w(TP)相同;w(Fe/Al-P)为36.22～406.40mg/kg,与w(IP)分布趋势相同;w(Ca-P)为172.34～420.38mg/kg,北部最高;Fe/Al-P和Ca-P是IP的主要形态. 夏季(7月)w(TP)、w(IP)和w(Fe/Al-P)升高,w(labile-P)(labile-P为弱吸附态磷)和w(Fe/Al-P)季节性差异显著. 沉积物柱状样w(TP)、w(OP)、w(labile-P)和w(RSP)(RSP为可还原态磷)随着沉积物深度的增加呈下降趋势,表层富集明显;w(IP)、w(Fe/Al-P)和w(Ca-P)随深度的增加呈上升趋势. 洱海沉积物磷时空分布主要受外源磷输入影响,随水深增加沉积物中w(TP)呈升高趋势,不同形态磷分布受水生生物活动影响较大. 与长江中下游湖泊相比,洱海沉积物中w(TP)高,其中w(IP)及其所占w(TP)的比例较小,磷内源可释放量较低,Fe/Al-P和RSP等生物可利用磷的质量分数及其占w(TP)的比例较大,释放风险较高.      

离子色谱-电感耦合等离子体质谱联用(IC-ICP-MS)测定水体中的砷形态

使用离子色谱(IC)-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)联用技术对水中砷的形态进行分离检测,对流动相、进样量和流速等条件进行了研究。使用IonpacAS18阴离子色谱柱,NH4HCO3作为淋洗液,1.0mL·min-1流速,成功的进行砷形态分离,该方法在100μL进样量下,4种砷形态(三价砷(As(III))、五价砷(As(V))、一甲基砷(MMA)和二甲基砷(DMA))的方法检出限在10～30ng·L-1之间,方法回收率为82.6%～110%,相对标准偏差(n=6)为2.2%～10.9%。     

乌梁素海沉积物重金属生物活性及环境污染评估

为阐明乌梁素海沉积物重金属生物活性及理化性质对重金属形态变化的影响,对湖泊重金属污染修复治理方面提供科学依据,2011年1月在乌梁素海9个站点采集表层沉积物样品,采用改进BCR逐级提取法分析Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Hg、As等7种重金属元素的形态,利用活性系数与迁移系数对重金属生物活性进行研究;结合沉积物理化性质,系统探讨影响重金属化学形态与生物活性的因素;应用次生相与原生相比值法,从重金属形态学角度对沉积物重金属状况进行评估.结果表明,(1)沉积物中重金属活性系数的大小顺序为 Cd>Hg>Zn>Cu>Pb >As>Cr;重金属的迁移系数为 Cd>Hg>Zn>Cu>As>Pb>Cr.(2)沉积物物理化学性质和重金属总量对各种化学形态重金属含量影响程度明显不同.重金属总量对残渣态影响较大;pH对酸可提取态、有机物和硫化物结合态影响较大;有机质与酸可提取态、有机物和硫化物结合态有较大相关性;盐度与酸可提取态、有机物和硫化物结合态有一定的相关性.总氮、总磷与有机物和硫化物结合态有一定的相关性.(3)从重金属形态角度评价,7种重金属除Cd外,污染程度并不大,全湖KRSP的平均值大小顺序为Cd(1.66)>Cu(0.84)>Hg(0.72)>Zn(0.42)>Cr(0.15)>Pb(0.14)>As(0.06).结合总量、生物可利用性与形态学评价,乌梁素海重金属 Cd 是生物活性最强、污染最严重的金属,Hg污染次之,应该对Cd与Hg给予特别关注.     

湖泊底泥土地利用对土壤中重金属铅、铜形态影响

采用田区试验研究了田间种植冬小麦条件下,底泥土地利用前后土壤中重金属铅、铜的形态演变及小麦各器官中铅、铜的富集。结果表明,随着底泥施用量的增加,土壤中重金属铅、铜的可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态、残渣态均有不同程度的增加,本试验所有处理中,可交换态铅的质量分数范围为0.02~0.10 mg·kg-1,碳酸盐结合态铅的质量分数范围为0.04~0.24 mg·kg-1,铁锰氧化物结合态铅质量分数为0.41~1.88 mg·kg-1,有机物结合态铅质量分数范围为1.23~4.92 mg·kg-1,残渣态铅质量分数范围为4.82~23.66 mg·kg-1;各处理与对照相比,可交换态铜质量分数增加了40.00%~200.00%,碳酸盐结合态铜质量分数增加了36.84%~363.16%,铁锰氧化物结合态铜质量分数增加了7.17~45.15%,有机结合态铜质量分数增加了7.98%~62.61%,残渣态铜质量分数增加了0.12%~9.69%,各处理的残渣态铅、铜质量分数均较高。随着底泥用量增加,小麦根系、茎叶、籽粒中铅、铜质量分数均呈增加趋势,植株对重金属铅、铜的富集顺序为根系>茎叶>籽粒,铜的富集系数均大于铅。小麦籽粒产量、茎叶生物量及地上部生物量随着底泥施用量的增加,均出现了先增加后减少的现象,当小麦籽粒产量达到最大值时,籽粒中铅、铜质量分数未超出我国相应标准,依此确定底泥环境安全施用量为3051.29 t·hm-2。     

地下水中Am的形态分布及影响因素

利用日本原子力学研究所于2010年9月提供的最新数据库,以北山的地下水为例,使用地球化学软件PHREEQC进行模拟.结果表明,结晶固体AmCO3OH.0.5H2O的溶解度很低,北山地下水中AmCO3＋占主导优势,其次为AmSiO（OH）23＋;Am在pH=4.5—5.8的条件下以Am3＋和AmSO4＋形态为主,在pH=5.8—8.3的条件下以AmCO3＋和AmSiO（OH）23＋为主,在pH=8.3—9.5的条件下以Am（CO3）2-为主;pH对Am存在形态影响很大,而pE对Am存在形态影响较小.CO2分压越大,水溶液中CO23-的摩尔浓度越低,使得Am（CO3）2-摩尔浓度降低,AmCO3＋与Am（CO3）2-摩尔浓度之和也降低,而Am3＋、AmHCO23＋和AmSO4＋的摩尔浓度升高.     

西安市兴庆宫公园土壤中重金属含量研究及污染评价

通过对西安市兴庆宫公园表层土壤的取样调查,分析了Cu、Zn、Cd、Cr及Pb等5种重金属的含量及形态分布特征,并对其综合污染状况及潜在生态风险进行分析与评价。结果显示,兴庆宫公园的表层土壤呈碱性,并含有较多有机质;土壤中Cu、Zn、Cd、Cr及Pb平均含量分别为29．89mg／kg、55．28mg／kg、0．169mg／kg、66．71mg／kg和43．59ms／kg;土壤中Cu、Zn、Cd、Cr及Pb化学形态均以残渣态为主;整个公园土壤内梅罗污染指数为2．29,土壤重金属综合污染已经达到中度污染;整个公园潜在生态风险指数平均值为73．89,生态风险等级为轻微。     

电镀厂污染土壤重金属形态及淋洗去除效果

以某电镀厂污染场地重污染区域土壤为研究对象,对土壤中重金属全量和各形态含量进行分析,并研究筛选高效土壤淋洗剂,比较其淋洗去除效果。结果表明,该土壤以铬和镍污染最为严重,土壤铬和镍含量分别达1 564.00和679.00 mg.kg-1,土壤铜、锌和铅含量分别为297.00、276.00和51.40 mg.kg-1,铜、铬、镍、锌和铅的有效态比例分别为41.77%、13.16%、28.08%、21.50%和31.18%。去离子水、盐酸、乙酸、草酸、柠檬酸和EDTA 6种淋洗剂中,去离子水对5种重金属提取量均较少;草酸对铜、铬、镍和锌去除效果较好,去除率分别为55.1%、24.8%、47.5%和29.3%;柠檬酸对铜、铬、镍和锌去除效果较好,去除率分别为26.3%、25.7%、33.0%和21.6%;EDTA对铜、镍、锌和铅去除效果较好,去除率分别为31.5%、28.9%、21.4%和30.6%。综合考虑淋洗剂的提取效果、水溶性以及操作难度和成本,建议采用柠檬酸作为淋洗剂,最佳液土比〔V（液）∶m（土）〕为10∶1,最佳淋洗时间为6 h。