基本信息
- 项目名称：
- 土壤重金属化学形态连续提取方法的改进
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 化学形态连续提取法按照可提取的难易程度对土壤重金属进行形态分级，采用一系列提取能力不同的提取剂对土壤中的重金属进行连续提取。
- 详细介绍：
- 土壤重金属的环境危害性与其在土壤中的赋存状态呈现出显著的相关性。Tessier和BCR化学形态连续提取法常用于土壤重金属的形态分析中，但各有优劣。本文综合TCLP、Tessier和BCR的优势，对连续提取方法进行改进，把pH≥5.0的土壤中重金属的形态划分为活性态、次生碳酸盐结合态、亚稳定态和稳定态四种形态；把pH<5.0的土壤中重金属的形态划分为活性态、亚稳定态和稳定态三种形态，并应用改进后的连续提取法（Modified Sequential Extraction Procedure, MSEP）对6种污染土壤中的As、Cu、Ni、Pb和Zn进行形态连续提取分离，所得结果与TCLP、Tessier和BCR的分析结果进行比较。结果表明，MSEP对土壤中As、Cu、Ni、Pb和Zn的提取率均在85~115%之间，满足土壤形态分析要求；各土壤活性态重金属含量提取结果与TCLP浸出结果呈现出显著的相关性（R2=0.9931），且比例系数为0.9857，该方法可用于判断被测物是否为危害物质；MSEP所提取的各重金属稳定态含量与BCR和Tessier所提取的残渣态含量具有较好的相关性（R2分别高达0.9517和0.9146）且比例系数分别为1.0419和1.0435，表明在MSEP的形态分级中，稳定态的环境意义与BCR和Tessier中的残渣态的环境意义一致，且不因土壤的性质和共存污染元素的不同而存在差异；MSEP所提取的亚稳定态与BCR所提取的可氧化态和可还原态之和之间也存在着较好的相关性（R2=0.8944）。MSEP对土壤重金属形态的划分较为合理，环境意义明确，所得分析结果不仅可用于判断被测土壤是否为危害物质还可为治理方法的选择提供依据。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 化学形态连续提取法按照可提取的难易程度对土壤重金属进行形态分级，采用一系列提取能力不同的提取剂对土壤中的重金属进行连续提取现有的形态分析方法所提供的分析结果尚不能鉴别被测土壤是否为危害物质，而危害物质鉴别方法又不能提供较丰富的重金属赋存状态信息。基于此，本研究对土壤重金属连续提取方法进行改进，欲使其所得到的分析结果既能鉴别重金属污染土壤是否是危险物质同时又能为污染治理方法的选择提供理论依据。
科学性、先进性及独特之处
- 本文综合TCLP、Tessier和BCR的优势，对连续提取方法进行改进，把pH≥5.0的土壤中重金属的形态划分为活性态、次生碳酸盐结合态、亚稳定态和稳定态四种形态；把pH<5.0的土壤中重金属的形态划分为活性态、亚稳定态和稳定态三种形态。通过一系列的实验研究，表明改进后的连续提取方法对土壤重金属形态的划分较为合理，环境意义明确。
应用价值和现实意义
- 本文综合TCLP、Tessier和BCR的优势，对连续提取方法进行改进。改进后的连续提取方法所得分析结果不仅可用于判断被测土壤是否为危害物质还可为治理方法的选择提供依据。
学术论文摘要
- 土壤重金属的环境危害性与其在土壤中的赋存状态呈现出显著的相关性。Tessier和BCR化学形态连续提取法常用于土壤重金属的形态分析中，但各有优劣。本文综合TCLP、Tessier和BCR的优势，对连续提取方法进行改进，把pH≥5.0的土壤中重金属的形态划分为活性态、次生碳酸盐结合态、亚稳定态和稳定态四种形态；把pH<5.0的土壤中重金属的形态划分为活性态、亚稳定态和稳定态三种形态，并应用改进后的连续提取法，对6种污染土壤中的As、Cu、Ni、Pb和Zn进行形态连续提取分离，所得结果与TCLP、Tessier和BCR的分析结果进行比较。结果表明，MSEP对土壤中As、Cu、Ni、Pb和Zn的提取率均在85~115%之间，满足土壤形态分析要求；各土壤活性态重金属含量提取结果与TCLP浸出结果呈现出显著的相关性，该方法可用于判断被测物是否为危害物质；MSEP对土壤重金属形态的划分较为合理，环境意义明确，所得分析结果不仅可用于判断被测土壤是否为危害物质还可为治理方法的选择提供依据。
获奖情况
- 在昆明学院第二届大学生课外学术科技作品竞赛上获得二等奖。
鉴定结果
- 该作品具有实际应用价值。
参考文献
- [1] 李东艳, FRANCOIS, M., 任玉芬, 王长征. 重金属污染土壤萃取方法选择及参数优化 [J], 地学前缘, 2005, 12 (特刊): 189-192. [2] Christine Gleyzes, Sylvaine Tellier, Michel Astruc. Fractionation studies of trace elements in contaminated soils and sediments: a review of sequential extraction procedures [J]. Trends in Analytical Chemistry. 2002, 21 (6 -7): 451-468. [3] 李非里, 刘丛强, 宋照亮. 土壤中重金属形态的化学分析综述 [J], 中国环境监测, 2005, 21(4): 21-27. [4] HJ/T299—2007. 中华人民共和国环境保护行业标准: 固体废物浸出毒性浸出方法—硫酸硝酸法[S], 2007. [5] Usero J, Gamero M., Morillo J., et al. Comparative study of three sequential extraction procedures for metals in marine sediments [J]. Environ. Inte., 1998, 24(4): 487-496. [6] 刘丹丹, 缪德仁, 刘 菲. 不同化学连续提取法对土壤中活性部分重金属提取能力与TCLP浸出的对比研究 [J]. 安徽农业科学, 2009, 35(12): 17615-17619. [7] 缪德仁. 重金属复合污染土壤原位化学稳定化试验研究: [D]. 北京: 中国地质大学, 2010. [8] Lee, M.H, Paik, I.S., Do, W.H., et al. Soil Washing of As-Contaminated Stream Sediments in the Vicinity of an Abandoned Mine in Korea [J]. Environ. Geochem. Health, 2007, 29(4): 319-329.
同类课题研究水平概述
- 土壤重金属的存在形态决定着其对环境的危害程度和治理方法的选择。化学形态连续提取法（Sequential Extraction Procedure, SEP）按照可提取的难易程度对土壤重金属进行形态分级，采用一系列提取能力不同的提取剂对土壤中的重金属进行连续提取。 目前，常用的SEP方法有Tessier和BCR等。理想的形态分析方法应是其所得到的分析结果既能准确判断被测土壤是否为危害物质，以确定治理的必要性和紧迫性；同时，还能提供重金属的形态分布信息，为治理方法的选择提供依据。
