改进的BCR连续提取法-电感耦合等离子体质谱法分析水泥基底泥固化材料中重金属形态

为测定水泥基河道底泥固化材料中4种重金属元素(Pb、Cu、Cr、Zn)的形态,作如下试验:将普通硅酸盐水泥与河道底泥按质量比2∶8进行混合,并注装于模具中干燥成型后,于湿度>95%,温度为(20±0.5)℃条件下的养护箱内分别湿式养护3,7,14,28,45,60d,制得一系列固化材料样品。作为分析用样品,须将固化块样破碎至通过75μm孔径的网筛并充分混匀。测定上述样品中重金属元素总量时,取此经破碎的样品0.100g,用硝酸3 mL,过氧化氢1 mL和氢氟酸1mL进行微波消解。所得消解液于150℃加热蒸发赶酸,冷却后加水溶解并定容为50.0mL。用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定此溶液中4种重金属元素的含量。另取0.800g样品,按改进的BCR连续提取法先后分离出上述4种重金属元素的4种结合形态,依次为酸可提取态(F1)、可还原态(F2)、可氧化态(F3)和残渣态(F4)。分离所得4种形态的样品溶液用ICP-MS分别测定其中重金属元素的含量。在ICP-MS分析中,用Sc、Ge、In和Bi作为内标,以校正响应信号的变化和消除仪器的漂移及基体效应。试验结果表明,所用方法具有较好的准确度和精密度。根据改进的BCR连续提取法分离后,ICP-MS的分析结果得到了固化过程中4种重金属元素迁移性变化的特征和规律。

分析与对比Tessier五步连续法和BCR四步连续法提取各形态的羽毛羽绒重金属元素

为了研究与分析羽毛羽绒中重金属的各种形态,采用BCR四步连续法和Tessier五步连续法提取羽毛羽绒各形态的Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni和Sb等金属元素,并用原子吸收光谱进行测定。实验结果表明,各重金属在羽毛羽绒中的总含量和各金属元素形态的分布存在差异,Zn的总含量最多,Cd最少;Pb有效态分布最高,活性较大,Ni不可利用态分布最高,较为稳定。2种方法测出的各元素重金属总量、各种形态的含量和比例相接近,说明这2种方法提取羽毛羽绒各形态重金属元素是较为合理的,2种提取方法均可使用。

利用BCR改进法和Tessier修正法提取不同类型土壤中Cu、Zn、Fe、Mn的对比研究

连续提取法作为一种重要的化学分析方法,是土壤中重金属元素形态分析的主要环节,但同一种提取法对于不同的土壤类型及同类土壤中不同重金属形态的提取效果差异很大。该文采用改进的连续提取法对山东省常见的褐土、棕壤和潮土3种土壤分别进行实验并对重金属进行测定。分析结果显示土壤中4种重金属含量大小依次为:Fe>Mn>Zn>Cu,重金属元素形态以残渣态为主,水溶态含量较低;不同土壤类型中重金属含量大小依次为:褐土>潮土>棕壤。同时对BCR改进法和Tessier修正法进行了对比和探讨。

BCR法研究铜矿区周边农田重金属形态分布

采用BCR(community bureau of reference)连续提取法对梅县玉水铜矿区周边农田土壤重金属Cu、Pb、Zn和Mn的形态分布及其生物有效性进行了分析.结果表明,矿区下游地区农田土壤重金属污染比上游严重,属于重污染区,而上游土壤属于轻度污染.矿区上游和下游农田土壤中,Pb的污染贡献最大.上游和下游土壤中Cu、Zn、Mn都主要分布在残渣态中,Pb主要分布在可还原态.上游和下游土壤中都以Pb的有效性最高,Zn的有效性最低.

BCR连续提取法联合ICP-MS分析藏药白脉软膏及其矿物原料药中铅、镉、砷、汞、铜元素提取形态

目的:BCR连续提取白脉软膏及其矿物原料药(阳起石、碱花)中的铅、镉、砷、汞、铜元素。按照提取的难易程度划分为不同的提取形态,采用ICP-MS法对不同提取形态的各种元素进行测定,以此对样品中的不同提取形态各元素的含量和分布进行全方位分析。方法:白脉软膏及其矿物原料药(碱花、阳起石)样品经BCR连续提取法处理后,得到残渣态、水溶态、弱酸态、可还原态、可氧化态、总态等供试品溶液,以ICP-MS分别测定铅、镉、砷、汞、铜。结果:按检测样品统计,白脉软膏中铅、镉、砷、汞、铜元素多以残渣态、水溶态存在;阳起石中多以可还原态、残渣态存在;碱花中多以可还原态、可氧化态、残渣态存在。按元素提取形态统计,铅在样品中主要以残渣态、可还原态、可氧化态存在;镉主要以残渣态存在;砷主要以残渣态、弱酸态、可还原态存在;汞主要以可还原态、可氧化态、残渣态存在;铜主要以残渣态、弱酸态、可还原态存在。水溶态和弱酸态在阳起石的5种元素总和中占5.6%,碱花为19.94%,白脉软膏为15.12%。结论:在白脉软膏、阳起石和碱花中,5种元素(铅、镉、砷、汞、铜)在5种元素提取形态(水溶态、弱酸态、可还原态、可氧化态、残渣态)中均有检出,且含量具有比较明显的差异。单从检测数据角度分析,推测样品的安全性符合要求。

河流底泥沉积物分子形态综合分析

采用BCR连续提取分类法,结合透射电镜、X-ray粉末衍射光谱、红外光谱、原子吸收光谱和相应的化学法等手段,综合分析了山东小清河济南段底泥沉积物的形貌,主要和次要成分的化学组成,并探讨了在BCR分级提取的各个阶段中被提取的底泥试样污染物Cu,Pb,Zn,Cr,Cd的分子存在形态。同时发现污染区底泥试样中硅酸盐晶格内污染元素含量均较本底试样有规律地增加。

黄河水系沉积物重金属赋存形态及污染特征

2004年采集了黄河干流及西纳川等支流的水系沉积物,测定了沉积物样品中Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As和Hg等重金属元素的含量,并用BCR连续提取法分析研究了各元素的赋存形态,同时采用地累积指数法(Igeo)和次生相原生相分布比值法(RSP)分别对黄河流域水系沉积物中重金属的污染状况及生态风险进行了评估。结果表明:黄河水系沉积物中重金属含量特征总体符合全球页岩重金属元素丰度的基本趋势,但在部分人为污染较重的区域,表现出一定的地理差异;从浓度水平衡量,重金属的污染较轻;黄河水系沉积物中Cu、Zn、Cr和As主要以残渣态(B4)形式存在,具有较好的环境稳定性,而Pb、Hg和Cd以活性较大的弱吸附态存在,可能具有相对较大的环境影响;生态风险评价的结果显示,Pb、Cd和Hg具有相对较高的生态风险指数,尤其是Pb的潜在风险应该引起重视。

湘西河流表层沉积物重金属污染特征及其潜在生态毒性风险

花垣河和峒河是湘西地区受到锰矿和铅锌矿生产影响严重的两条河流。通过表层沉积物采样分析了Cd、Pb、Cu、Ni、Cr、Zn和Mn的总量,根据BCR连续提取程序分析沉积物样品中重金属的地球化学赋存形态,采用内梅罗指数法和地积累指数法评价了沉积物重金属污染特征,根据重金属的富集程度探讨了重金属污染来源,采用淡水生态系统沉积物质量基准(SQGs,TEL/PEL)和毒性单位评价了花垣河和峒河沉积物中重金属元素的生态毒性风险。结果表明,花垣河和峒河绝大多数位点的表层沉积物中Cd、Pb、Cu、Ni、Cr、Zn和Mn的总量高于参照点,形成严重的复合污染,花垣河沉积物中重金属的污染水平明显高于峒河,但沿程变化规律不明显,而峒河沉积物中重金属的沿程变化较有规律,即上游含量低,中下游含量较高。两条河流表层沉积物中富集程度居前列的均为Cd、Pb、Zn和Mn。花垣河和峒河沉积物重金属污染主要来源于矿业生产所产生废渣和废水的点排放。在花垣河和峒河的大多数位点,Cd、Pb和Mn的形态具有共同特征,其生物可利用态均较大程度地超过生物不可利用态,而且Mn和Cd的生物可直接利用态所占比例远高于其它重金属,而Cu和Cr的生物可直接利用态所占比例很低。花垣河沉积物中Cd、Pb和Zn在所有位点极大地超过PEL,在峒河中下游,Cd、Pb、Ni和Zn超过PEL,具有较大的潜在生物毒性。除上游S1位点外,花垣河的其余各位点都具有明显的急性毒性,峒河中下游各位点具有明显的急性毒性,这些河段需要重点治理。

秸秆生物炭对矿区污染土壤重金属形态转化的影响

以小麦秸秆制备的生物炭作为修复材料,通过室内培养试验研究不同生物炭施用量(w分别为0、1%、2%和5%)对矿区复合污染土壤Cu、Zn、Cd和Pb赋存形态的影响。结果表明,经过150 d的培养,施用生物炭可明显提高土壤p H值和有机碳含量,比对照分别增加0.96%~2.62%和9.1%~38.6%。土壤中酸提取态Cu、Zn和Cd含量随生物炭施用量的增加而降低,与不施用生物炭相比下降幅度分别为7.0%~16.9%、6.7%~11.8%和5.3%~9.6%,酸提取态Pb含量无明显变化。生物炭可不同程度地减少可还原态Cd和可氧化态Cu、Zn、Pb含量。施用生物炭处理残渣态Cu、Zn、Cd和Pb含量明显提高,与不施用生物炭相比增加幅度分别为10.6%~46.8%、5.9%~15.7%、40.9%~191.9%和1.5%~2.6%。相关性分析表明,土壤p H值、有机碳含量与酸提取态和残渣态重金属含量显著相关。综合而言,生物炭能够促进供试污染土壤Cu、Zn、Cd和Pb由酸提取态、可还原态和可氧化态向残渣态转化。

蚓粪对黑麦草吸收污染土壤重金属铜的影响

在长江冲积物形成的高沙土中加入CuSO4.5H2O模拟土壤污染,使Cu污染浓度分别为200、400、600 mg kg-1,并设置加蚓粪(15%)和加原土(15%)处理,二处理各设种植黑麦草(Lolium multiflorum)和不种黑麦草培养试验,研究蚓粪对黑麦草生长及对Cu吸收的影响,以揭示蚓粪在Cu污染土壤植物修复中的作用。结果表明:蚓粪显著增加了黑麦草的地上部和地下部的生物量(p<0.001**)以及根系的长度、表面积、体积和根尖数(p<0.05*),在Cu浓度为200 mg kg-1时促进作用最大;蚓粪还显著提高了黑麦草地上部Cu的浓度及累积量,但显著降低了地下部的Cu浓度(p<0.05*),而对地下部的铜累积量没有影响,显示蚓粪能促进Cu从根系向地上部的运移及在地上部的富集。通过对土壤的pH和Cu的形态特征分析,发现种植黑麦草处理降低了土壤的pH并增加了可交换态铜的含量,而且这种作用在加入蚓粪后更加明显。推测蚓粪主要通过促进黑麦草根系的生长和活性而影响根系周围环境,提高重金属铜的生物有效性进而增加植物对铜的吸收。

有色矿冶区污染蔬菜土壤中重金属活性

从湖南省长沙、株洲、衡阳和郴州地区典型有色金属矿冶区采集土壤和蔬菜样品,采用BCR法连续提取污染土壤中重金属不同组分,结合土壤中粘土矿物相、土壤和蔬菜重金属全量分析污染土壤重金属活性,并探讨其潜在环境风险。研究结果表明,土壤中Cd,Cu和Pb的可提取态含量与其在土壤中含量之比分别高达61.71%,43.14%和48.84%;土壤Cd的活性组分以酸可提取态为主,As,Cu和Pb以可还原态为主,Zn以酸可提取态和可还原态为主;土壤重金属尤其是As,Cd,Cu,Pb和Zn有效性组分之间存在明显的复合污染效应;土壤Cd,Cu和Zn可提取态含量与蔬菜Cd,Zn和Cu含量之间均存在显著正相关关系。

含砷石灰铁盐渣的理化特性及其浸出行为（英文）

以典型石灰铁盐法处理二种含砷废水产生的污泥(污酸渣和砷酸钙渣)为研究对象,采用ICP-AES、SEM-EDS、XRD、XPS和化学物相分析等检测手段对其化学组成、形貌特征、物相结构及砷的赋存状态进行研究,采用毒性浸出实验和BCR三步连续提取法考察污泥中砷的浸出行为。研究结果表明,污酸渣和砷酸钙渣中砷的含量分别为2.5%和21.2%,主要组成物相为砷酸盐及砷氧化物,均以无定型的颗粒均匀分散或团聚在污泥中。砷的浸出毒性超出TCLP标准规定限值的119和1063倍,浸出率分别为47.66%和50.15%。砷以酸可提取态和可还原态为主,两者共占90%左右,而稳定的残渣态含量相对较低,这是含砷石灰铁盐渣浸出毒性大、环境活性高的直接原因。本研究为含砷石灰铁盐渣无害化处理技术提供了大量有用的基本数据。

广州市“南肺”果园土壤Hg和As的形态分析

采用Tessier连续提取法、BCR连续提取法和Leleyter连续提取法,研究广州"南肺"果园土壤Hg和As的形态分布和生物可给性。结果表明,果园土壤Hg和As形态分布都以残渣态为主;3种方法的土壤生物可给性分析均表明,Hg和As生物可利用态的含量较少;生物不可利用态是主要形态,其次是潜在可利用态。

几种沼渣中Cu和Zn的含量及其形态分布

通过CaCl2、EDTA、HOAc一步提取法和改进的BCR三步法对6种沼渣中的重金属Cu和Zn的形态进行了研究.结果表明,沼渣中重金属的形态组成与重金属的种类和沼渣的类型有关;单一提取剂对沼渣中Cu、Zn的提取效率顺序为:EDTA>HOAc>CaCl2,其中EDTA的提取效率可达70%以上,HOAc提取效率在11%和62%之间,中性盐CaCl2的提取效果最差,其提取效果最高不到0.6%;沼渣中Zn的可移动性大于Cu的可移动性,若原沼渣中含有高浓度的Zn,施入土壤中可能使得植物吸收过多的Zn,从而产生农用风险.

污泥土地利用中重金属铜在土壤中的迁移行为

研究通过模拟土柱淋溶实验来研究污泥土地利用中重金属铜在土壤中的迁移行为。结果表明污泥土地利用会明显增加土壤中铜的总量,但大部分集中在40 cm以上的土壤中。通过BCR连续提取法发现,经淋溶后耕作层(0 cm^30 cm)土壤中的铜仍然以残渣态为主(占50%以上),但能被植物利用的酸溶/可交换态和可还原态铜有了明显的增加。与去离子水相比,模拟酸雨(pH=4.5)会使土壤中铜的淋溶强度增加,并更能促使其向下迁移。

板栗土壤中微量营养元素地球化学特征

同时采用有效态和欧共体BCR(the Community Bureau of Reference)三步提取法对0-20 cm和20-40 cm土层中Ca,Mg,Fe,Zn,Cu,Mn进行形态分析,探索燕山山区板栗土壤中微量营养元素活性、形态分布特征和迁移能力。结果表明,栗粮间作会影响板栗对营养元素的吸收,且两层土壤中各元素活性相差不大;板栗纯林中0-20 cm土层的Cu,Zn活性明显高于20-40 cm土层;淋溶褐土和褐土性土两种土壤亚类,不同栽培制度对微量营养元素在板栗土壤中的形态分布特征影响不大。Cu,Zn,Fe主要以残渣态存在,Mn主要以可还原态和残渣态存在,且弱酸提取态高于其它元素。板栗土壤中元素的迁移能力排序为:Ca>Mg>Mn>Cu>Zn>Fe。

黄河甘宁蒙段表层沉积物中稀土元素形态和分馏作用研究

应用BCR连续提取法和高分辨电感耦合等离子体质谱(HR-ICP-MS)对黄河甘宁蒙段12个采样点(S1～S12)水体表层沉积物中14种稀土元素进行了含量测定及形态分析,并对稀土元素的分馏作用进行了研究。结果表明:各采样点表层沉积物中稀土元素的含量顺序均相同,且12个采样点14种稀土元素的平均含量(mg.kg-1)依次为铈(Ce,66.4)>镧(La,35.8)>钕(Nd,28.6)>镨(Pr,7.88)>钐(Sm,5.87)>钆(Gd,5.01)>镝(Dy,4.53)>镱(Yb,2.86)>铒(Er,2.51)>铕(Eu,1.31)>钬(Ho,0.856)>铽(Tb,0.760)>铥(Tm,0.428)>镥(Lu,0.404),与中国土壤背景含量相近;各稀土元素残渣态含量最高,约为71.9%～93.9%,表明生物有效性较低,对环境影响较小;可还原态含量较低,分布于0.20%～3.87%之间,均值为0.83%;弱酸提取态与可氧化态平均含量相近(7.69%和7.61%),玛曲采样点(S12)可氧化态含量(16.1%)明显高于弱酸提取态(1.73%),相关性分析结果表明总有机碳(TOC)含量与可氧化态含量之间有显著正相关关系,相关系数在0.763～0.914之间。稀土元素分馏作用研究结果表明:黄河甘宁蒙段表层沉积物中稀土元素主要来源于土壤风化,表现为轻稀土元素富集,Eu中度亏损。球粒陨石标准化图解曲线显示金沙湾(S8)和包头磴口(S1)二个采样点中La和Ce可能有外源稀土元素进入,且各采样点重稀土元素均有一定程度的外源影响。

降雨对不同形态土壤铅迁移转化的影响研究

以修正的BCR连续提取法为基础,将土壤铅分为酸可提取态铅、可还原态铅、可氧化态铅和残渣态铅这4种形态,运用室内土柱淋溶模拟实验,研究了降雨pH及降雨量对土壤中不同形态铅迁移转化的影响。结果表明,降雨pH能明显影响土壤pH;土壤中酸可提取态铅在降雨作用下最易迁移,经pH=7.04的降雨淋溶后,酸可提取态铅基本释放完;可还原态铅含量随降雨pH的降低及降雨量的增加而逐渐降低;可氧化态铅较稳定,基本不受降雨pH及降雨量的影响;而残渣态铅经pH=4.28的降雨淋溶后,含量反而增加,这可能是其他形态铅向其转化造成的;在降雨作用下,不同形态土壤铅表现出迁移性:酸可提取态铅>可还原态铅>可氧化态铅>残渣态铅;另外,降雨pH及降雨量对土壤中铅的形态分布也有明显影响。

黄石市典型农业土壤中重金属污染水平及评价

以黄石市阳新县某大型农场作为研究区,于2012年2月采集8个代表性表层（0~20 cm）土壤样品,采用火焰-原子吸收分光光度法分析了各重金属元素（Cu、Pb、Zn、Cd、Mn、Co）的总量及BCR连续提取法提取土壤中重金属的弱酸态、可还原态、可氧化态和残渣态含量。结果显示,Cu、Pb、Zn、Cd、Mn和Co总量的平均值分别为122.10、141.29、335.53、2.18、2 606.58和128.27 mg/kg,其中Cd超过了土壤环境三级标准限值,Mn具有最强的变异系数,受到外来污染因素的影响最大。通过地积累指数法和潜在生态危害法表明,6种重金属累积程度由高到低依次为Cd〉Co〉Cu〉Pb〉Zn〉Mn,且Cd、Mn为主要生态风险因子。同时由形态分析可知,Cu、Pb、Cd、Zn、Mn和Co的化学形态分布均以残渣态为主,说明该农场土壤中重金属元素比较稳定,不易迁移转化,对生物的毒性较小。

新化矿区煤矸石中微量元素赋存形态及浸出特征

利用BCR连续提取法和浸泡实验,对贵州省新化煤矿区不同风化程度的煤矸石中微量元素As、Cd、V、Zn、Co、Cr、Cu、Ni、Pb的赋存形态及浸出浓度进行研究。赋存形态研究结果表明:在煤矸石中As和Cd元素主要以酸溶态、可还原态和可氧化态形式赋存,而其他微量元素V、Zn、Co、Cr、Cu、Ni、Pb主要以残渣态形式赋存;除了V元素的赋存形态含量百分比不受煤矸石风化程度影响外,其它微量元素的赋存形态的含量百分比均会受到煤矸石风化程度的影响。煤矸石的浸出实验表明:浸泡时间是影响煤矸石中微量元素释放的一个重要因素;在浸泡过程中,大部分微量元素在浸泡前期的浸出浓度受煤矸石风化程度的影响,Zn和Cu元素则是在整个浸泡过程的浸出浓度均受到煤矸石风化程度的影响;不同粒径大小的煤矸石在浸泡过程中,除微量元素As和Co的浸出浓度不受煤矸石粒径大小的影响,其他微量元素在浸泡前期和中期的浸出浓度均与煤矸石的粒径大小呈反比。