基于DGT和化学提取法研究浙西北地质高背景区土壤镉生物有效性

地质高背景区相较于人类活动引起的土壤镉污染影响范围更广,在区域尺度上对生态系统和人类健康构成危害。土壤镉生物有效性是决定其生物可利用性、生物毒性的关键因素,因此探寻可行的土壤镉生物有效性评价方法对污染农用地安全利用和风险管控具有重要的理论和实际意义。DGT技术、单一提取法、连续提取法和土壤溶液法常用于测定土壤有效镉,但已有研究成果主要基于同种土地利用类型土壤的室内盆栽实验,难以代表自然污染土壤中的复杂情况。为探明各土壤重金属有效态提取技术对地质高背景区不同土地利用类型土壤Cd生物有效性评估效果,本文以浙江西北部土壤Cd高地质背景区水田土壤-水稻籽实和旱地土壤-小白菜样品为研究对象,实验应用DGT技术、单一提取法(0.01mol/L氯化钙提取)、连续提取法(七步连续提取)和土壤溶液法评价土壤中镉生物有效性。结果显示:①研究区水田和旱地土壤Cd平均含量分别为1.07mg/kg和0.73mg/kg,显著高于浙江和全国土壤平均水平,Cd的异常富集主要与浙西北地区广泛分布的黑色岩系有关。②相较于碳酸盐岩区,黑色岩系区土壤中Cd的生物有效组分占比较高,水田和旱地土壤Cd的活动系数(MF)高达59.9%和51.8%,Cd易在土壤-作物系统中发生迁移富集;③植物体内镉含量Cd-P与不同方法测定的有效镉含量均呈显著正相关,但Cd-P与DGT技术测定的有效镉含量相关性优于其他三种方法,水田土壤测得的有效Cd与水稻籽实相关关系:C_(soln)>C_(DGT)>C_(Cacl_(2))>C_(F_(1)+F_(2)+F_(3)),旱地土壤测得的有效Cd与小白菜相关关系:CDGT>C_(Cacl_(2))>C_(F_(1)+F_(2)+F_(3))>C_(soln)。综合比较不同土壤有效Cd测定方法的优缺点,DGT技术可以模拟植物体对Cd的动态吸收过程,更能准确地反映土壤Cd生物有效性,预测作物Cd含量水平,这与已有研究成果一致。此外,本文研究成果表明DGT技术评价土壤Cd生物有效性,不仅适用于人为污染区,也可应用于地质高背景区。

纳米脂质体在包裹植物化学提取物技术中的应用

现如今,随着生活水平得到了提高,女性对化妆品的需求量越来越多,对化妆品品质的要求已从单一护理性化妆品转向具有高保湿、抗衰老、防晒、美白和祛斑等功能性护肤品。本文着重对植物化学提取物、植物化学提取物的功效作用、纳米脂质体的结构功能和载植物化学提取物纳米脂质体作为功能性成分的载体在化妆品制剂中的作用进行阐述。

不同铅吸收特性小麦Pb的亚细胞分布和化学提取态

【目的】研究铅(Pb)胁迫下小麦百农160和偃展4110体内Pb亚细胞分布和化学提取态变化,为Pb低积累品种筛选提供理论依据。【方法】以前期筛选的对Pb吸收有明显差异的2个小麦品种(百农160和偃展4110)为试验材料,采用砂培试验,以Pb(NO3)2作为铅源,分别设置0(对照)、100和800 mg?L-1共3个处理水平,胁迫4周后,收获并测定小麦生物量、Pb亚细胞分布及化学提取态含量,分析比较2种铅吸收特性小麦Pb的亚细胞分布和化学提取态特征。【结果】100 mg?L-1Pb胁迫对小麦生长有促进作用,百农160和偃展4110生物量均有所增加,增幅分别为4.78%和2.66%。800 mg?L-1Pb胁迫下,小麦生长受到抑制,百农160和偃展4110生物量均显著降低,分别降低了25.66%和38.60%。此外,2种小麦根冠比的变化也存在一定差异,当介质中Pb的浓度从100增至800 mg?L-1后,百农160根冠比无明显变化,而偃展4110则表现出一定程度的增加,由0.71增至0.81。Pb胁迫4周后,百农160茎叶和根系中的Pb含量均低于偃展4110。就亚细胞分布而言,2种小麦体内Pb主要存在于细胞壁和细胞液中,其合量占小麦体内Pb总量的72%—86%。当介质中Pb浓度从100 mg?L-1增至800 mg·L-1后,偃展4110根细胞壁和细胞液中Pb所占比例降低8%,茎叶这一比例降低4%,而百农160根中这一比例增加了9%,茎叶则增加了1%。就Pb的化学提取态而言,小麦体内(茎叶和根系)Pb以难溶性的醋酸提取态和盐酸提取态为主,两者占总和的67%—85%,氯化钠提取态含量次之,占总和的6%—18%,乙醇提取态、去离子提取态和残渣态含量较低,3种形态占总和的8%—16%。此外,100和800 mg?L-1Pb胁迫下,百农160根中活性较强的乙醇提取态和去离子水提取态Pb含量均低于偃展4110。然而,2种小麦茎叶中活性态合量特征与根中有所不同,100 mg?L-1 Pb处理下,百农160茎叶活性态合量低于偃展4110,当胁迫增至800 mg?L-1Pb时,2种小麦茎叶中活性态合量无明显差异。【结论】铅胁迫下,百农160的根表对Pb的阻碍能力强于偃展4110,同时将进入体内的Pb更大比例固定在细胞壁上,以减少Pb向地上部的运移,从而减轻Pb对地上部的毒害作用。就化学提取态而言,各形态的分配比例与Pb的解毒机理关系密切,但不同器官表现有所差异。

鄂尔多斯盆地晚古生代煤中铀和钍的含量与逐级化学提取

运用仪器中子活化分析(INAA)、高分辨率电离耦合等离子体质谱(HR ICP-MS)和逐级化学提取(SCEP)对鄂尔多斯盆地晚古生代煤、顶板、底板、夹矸和黄铁矿结核中U和Th含量及其分布规律进行了研究．发现鄂尔多斯盆地晚古生代煤中没有明显富集U和Th．煤中的U主要赋存于硅铝化合物和有机质结合态中，Th主要赋存在硅铝化合物结合态中．煤层顶板中的U和Th主要分布在硅铝化合物结合态中，并且顶板中的有机质对U的赋存状态起重要作用．无论是煤层或顶、底板，U和Th以可溶态、离子交换态、硫化物和碳酸盐结合态存在的很少．山西组中的煤层顶、底板和太原组黄铁矿结核中的Th/U值大于4．8，相对富集Th；而山西组煤层和夹矸、太原组顶、底板、夹矸和煤层的Th/U小于4．8，相对富集U．

煤中微量元素逐级化学提取实验及赋存状态研究

煤中微量元素的赋存状态和成因机理可为研究煤层的形成提供重要的地球化学依据。逐级化学提取(SCEP)方法常用于煤中微量元素赋存状态的定性或定量研究。SCEP早期主要被应用于煤中有害微量元素的研究,近期开展了有益微量元素在煤中存在形式的探究工作,对煤中锂的研究尚处于起始阶段。综述了SCEP技术在煤中有害和有益微量元素赋存状态方面的应用进展,对煤中不同赋存状态的微量元素进行了分类总结,提出利用逐级化学提取法研究煤中锂的赋存状态,为煤中锂成矿机理和开发利用提供参考。

应用化学提取法评价大气颗粒物中重金属的生物有效性

以广州市楼顶降尘为研究对象，在分析其粒度分布和重金属总量的基础上，采用单一化学提取法（DWLP、TCLP）和多级化学提取法（SEP）研究了大气颗粒物中4种重金属元素的生物有效性。结果表明：样品中96％以上颗粒小于100μm，其中10μm和2．5μm以下颗粒分别占33％和11％。大气颗粒物中重金属含量很高，Cu、Pb、Zn和Cd的平均含量分别为362．43、1033．81、830．32和5．80mg／kg，是广东省环境土壤背景值的17～64倍。单一提取法中，TCLP的提取效率明显高于DWLP，表明pH值是影响大气颗粒物中重金属释放的主要因素。SEP法结果显示，Zn和Cd的生物可利用态比例远高于Cu和Pb。经DWLP和TCLP法提取后，颗粒物中重金属的总含量有不同程度的降低，生物可利用态所占比例明显增加。通过综合分析，发现SEP此其他两种方法更适用于评价大气颗粒物中重金属的生物有效性。

煤中As赋存状态的逐级化学提取研究

应用５步法逐级化学提取研究了２个烟煤和３个无烟煤样品中微量Ａｓ（０．６６μｇ／ｇ—５．２６μｇ／ｇ）的赋存状态．研究表明应用逐级化学提取方法可以有效地定量研究煤中微量Ａｓ的赋存状态；煤中Ａｓ含量较低时（＜５．５μｇ／ｇ），Ａｓ仍然有多种赋存状态，当煤灰分（主要是粘土矿物）较低时（＜３０％）主要是进入有机质中。

煤及顶板中稀土元素赋存状态及逐级化学提取

用逐级化学提取的方法研究了石炭井、石嘴山和峰峰矿区煤层及顶板中稀土元素的存在形态 ;根据稀土元素的特性 ,把稀土元素分为水溶态 ( )、可交换态 ( )、碳酸盐结合态 ( )、有机态 ( )、硅铝化合物结合态 ( )和硫化物结合态 ( ) .研究表明 ,无论是煤中还是顶板中的稀土元素主要赋存在硅铝化合物结合态中 ;水溶态和可交换态中稀土元素含量甚微 ,是稀土元素地球化学性质稳定的表现之一 .高含量的碳酸盐矿物、硫化物矿物和有机质亦对稀土元素的赋存状态起了一定作用 .在煤层顶板中 ,以硅铝化合物和硫化物结合态的稀土元素含量随着原子序数的增加而减少 ,以有机质结合态的稀土元素随着原子序数的增加而增加 ,且和煤层中稀土元素的赋存状态不同 ,表明不同沉积环境以及相同沉积环境对不同物质中的稀土元素的分馏效应是不同的 .

用于表征三七种植区土壤中可利用态砷的化学提取剂的筛选

为正确表征云南文山三七种植区土壤中植物可利用态砷,选取NaH2PO4(0.5mol·L-1)、H2O、H3PO4(0.2mol·L-1)、EDTA(0.0625mol·L-1,pH=7)、NH4C(l1.0mol·L-1)和(NH4)2SO(40.05mol·L-1)6种提取剂,比较了它们对土壤中砷的提取效果,及其所提取的砷与三七植株各部位砷含量之间的相关关系。结果表明,NaH2PO4、H3PO4和(NH4)2SO4这3种提取态砷与土壤总砷呈极显著正相关,相关系数分别为0.8359、0.8177和0.8810。NaH2PO4和H3PO4的提取效率较高,平均提取效率分别为6%和11%;而(NH4)2SO4提取效率较低,平均仅为0.084%。NaH2PO4和(NH4)2SO4提取态砷与三七主根、须根和茎部砷含量呈显著正相关,H3PO4提取态砷与三七主根和须根砷含量呈显著正相关。综合考虑认为NaH2PO(40.5mol·L-1)是最佳提取剂,H3PO(40.2mol·L-1)提取剂次之,这两种提取剂均可较好地表征土壤中砷的三七可利用性。

煤中氯的地球化学特征及逐级化学提取

评述了煤中氯的研究现状，用仪器中子活化分析方法测定了中国４５个晚古生代全层煤样氯的质量分数，提出了煤中氯的逐级化学提取方法．研究表明，与其它国家相比中国煤不是高氯煤；平朔煤中氯以水溶态为主（４６．７０％～９１．７８％），其次为与煤大分子结合的有机氯（５．２０％～４８．３８％），再次为呈离子交换态的有机氯（４．９２％～１８．７８％）；煤灰分越低，有机氯质量分数相对越高．

化学提取法预测土壤中镉对蚯蚓的毒性效应

以赤子爱胜蚓为实验生物，通过慢性毒性实验研究了黑土中生物有效态镉（ca）对蚯蚓的毒性效应。采用梯度扩散薄膜技术（DGT）、土壤溶液法、CaCl2提取法和醋酸提取法分别测定土壤中的有效态cd含量，研究蚯蚓体内活性氧（ROS）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽硫转移酶（GST）、脂质过氧化物（MDA）和金属硫蛋白（MT）等生化指标在土壤cd胁迫下的响应，进而探讨生物有效态cd与蚯蚓毒性效应之间的相关性。结果表明，4种化学提取法获得的有效态cd含量与蚯蚓体内cd含量呈极显著相关（P〈O．01）。通过综合比较毒性试验各种指标，获得黑土中4种化学提取法cd对蚯蚓产生早期伤害的阈值范围：DGT—Cd2．00—12．7μg·L-1土壤溶液法Cd0．388~2．04ug·L-1、HAc—Cd0．813-2．90mg·kg。和CaCl2-Cd0．0292-0．0802nag·kg一，对应研究土壤中1．0~5．0mg·kg。的总cd含量。利用指数吸收模型对4种有效态cd含量和蚯蚓的生理生化指标进行拟合，具有良好的相关性，说明有效态cd与蚯蚓的部分毒性效应之间存在剂量一效应关系。研究结果揭示了土壤有效态cd一生物富集一毒性效应之间的关系，可为土壤污染的早期预警以及风险评价提供技术支撑。

地电化学提取法的理论与实验研究

根据离子溶液电化学的基本性质和稳定电流场的基本理论，通过理论计算和物理模拟实验，指出：离子在外电场作用下，由所在地点迁移至接收电极所需时间与多种因素有关，当外界条件一定时，加大供电电流强度可减少接收时间；离子淌度值很小，由实测时量曲线计算出的ｕｉ值，一般不超过几个ｃｍ２·ｈ－１·Ｖ－１单位，因此欲提取深部离子，即使在最有利条件下也是非常困难的；由不同供电电流强度测出的时量曲线，计算得到的淌度值是相等的，因此改变供电电流强度并不能改变离子淌度值，但当围岩介质的颗粒度较大时，可使离子淌度值变大；离子的迁移质量与供电电量Ｑ＝Ｉ·ｔ成正比，因此在供电电流强度不变的条件下，采用间断供电方式可取得与连续供电相同的结果；通过浅部已存在的离子晕，用电提取法可以发现深部隐伏矿体。

地球电化学提取法在高原寒冷区寻找隐伏金矿——以青海格尔木西藏大沟地区为例

为了在高原寒冷区寻找隐伏矿床,在青海省格尔木市西藏大沟南金矿区已有工程揭露的矿化蚀变的勘探线(00号勘探线)上开展了地电化学提取法寻找隐伏金矿床的可行性研究,并且在已知剖面上对寻找金矿进行地电化学提取法与土壤次生晕法对比研究。结果显示,在已知剖面上地电化学提取法的元素异常明显,且找矿效果优于土壤次生晕法,地电化学提取法在高原寒冷区寻找隐伏金矿体是有效的。对西藏大沟北金矿普查区进行找矿预测,圈定了2个找矿靶区。

污泥土地利用研究 II.连续化学提取法研究施污泥土壤重金属的有效性和环境风险

本文采用连续化学提取法研究了施用污泥土壤中重金属的形态分配及有效性。铜和锌在2种土壤上施用污泥前、后的形态分配都有所差异,铜在河湖相水稻土上以可氧化态为主;红壤性水稻土可氧化态和可还原态含量都较高。锌在河湖相水稻土以可还原态为主,在红壤性水稻土以醋酸溶解态为主。两种土壤上,铜和锌的3种不同形态含量与污泥施用量之间都有很好的相关性。连续提取对于研究重金属的形态分配比单独提取更有价值。

内蒙古额尔古纳市虎拉林金矿区地电化学提取法寻找隐伏金矿研究

地电化学提取法是在动态平衡原理的基础上,利用人工电场提取深部的矿化或成矿离子,进行成矿预测,确定成矿靶区。为探明资源、节省投入,在虎拉林金矿区投入了以地电化学提取为主的找矿方法,来找寻矿区隐伏的矿体。通过对地电化学提取异常和其他方法异常的综合分析,确定在金矿区具有一定的找矿潜力,并证明了地电化学提取和其他方法在森林覆盖区寻找深部隐伏金矿床是可行的。

逐级化学提取(SCEE)技术及其在煤微量元素赋存状态研究中的应用

概述了逐级化学提取(SCEE)技术的分析方法,介绍了SCEE技术的发展历程和其中典型的Tessier、BCR权威分析方法,综述了近一段时间国内外SCEE技术在煤微量元素赋存状态研究方面的应用状况,并就该技术在赋存状态研究方面仍存在的问题进行了两方面探讨:(1)煤中不同赋存状态元素在逐级化学提取中的归属问题;(2)逐级化学提取法分析元素形态存在的问题。

地电化学提取法在金川南延寻找隐伏镍钴矿床的应用

通过金川南延地电提取法找矿研究发现,Ni、Co的相关系数为0.8,表现出极强正相关性。根据测区的地电化学测量结果(wB):Ni背景值为1.57×10-6,Co的背景值为0.28×10-6。以w(Ni)>4.3×10-6、w(Co)>0.84×10-6划分内带,以w(Ni)(2.9～4.3)×10-6、w(Co)(0.56～0.84)×10-6划为外带,结合该地区的岩体和构造线走向,圈定出3个有找矿潜力的Ni、Co异常带。地电提取法在干旱、岩屑覆盖区找矿具有可行性。

稳定同位素^(202)Hg稀释技术测定土壤汞有效性——与化学提取方法比较

准确评价汞(Hg)在土壤中的有效性对预测污染土壤中Hg的潜在生态风险及其环境质量标准的修订具有十分重要的意义。本研究通过稳定同位素202Hg稀释技术及同位素交换动力学方法(IEK)分析红壤和潮土中同位素可交换Hg含量(E值)及同位素可利用态Hg含量(Ea),并与4种单一提取法和1种连续提取法(改进的BCR法)获得的土壤有效态Hg含量进行比较。结果表明,外源稳定同位素202Hg加入土壤后,红壤和潮土的悬浮液中同位素交换均在24 h后达到稳定状态。同位素交换动力学方程对悬浮液中同位素比值及土壤同位素交换态含量Et值的变化有比较理想的拟合效果,红壤三个间段的E值(E1 min、E1 min-24 h和E>24 h)及所占全量的比例均高于潮土。两种土壤Ea(为E1 min与E1 min-24 h之和)所占全量的比例为38%~60%,显著高于单一提取法中提取率最高的0.03%TGA-1/15 mol L-1Na2HPO4(10%~15%)及连续提取的∑BCR(20%~27%,为酸可提取态、还原态和氧化态占全量之和),这表明与化学方法相比较,用土壤同位素可利用态Hg含量(Ea)作为土壤中有效态Hg含量的表征可能偏高,原因可能与外源同位素被土壤固持及土壤悬浮液的性质有关。

土壤中重金属形态分布对化学提取的影响

重金属在土壤中有多种赋存形态,其形态分布不仅决定了土壤污染的程度,也在很大程度上影响着对土壤重金属污染的修复效果。鉴于目前关于重金属的形态分布对化学提取效率影响研究不足的问题,本文以Pb、Cr实际污染的土壤(A1、B1)以及配制的污染土壤(A2、B2)为研究对象,采用改进的BCR连续提取法对土壤重金属的形态进行分析,选取氯化钙、盐酸、氢氧化钠、柠檬酸、乙二胺四乙酸二钠、谷氨酸二乙酸四钠和皂角苷7种化学提取剂对土壤重金属进行提取,对比提取前后重金属的形态分布来确定重金属形态分布对提取效率的影响。结果表明:人工配制污染土壤A2、B2中可提取态重金属的含量(88.07%、79.81%)高于实际污染土壤A1、B1(80.80%、37.55%)。EDTA(乙二胺四乙酸二钠)对A1、A2、B1、B2中重金属的提取效率最高分别为80.09%、89.80%、24.22%、53.63%,7种提取剂振荡提取结果显示,可提取形态重金属含量越高,重金属的提取率越高。对化学提取后重金属的形态进行分析,发现除B1外,EDTA和GLDA(谷氨酸二乙酸四钠)对A1、A2、B2可提取态的去除量占总去除量的比例都达到92%以上,证明了重金属整体的提取率主要是由可提取态重金属的提取率所决定的。