基于薄膜梯度扩散技术的土壤重金属有效态提取分析方法的研究

发布时间：2020-08-27 14:52

【摘要】：土壤重金属的生物毒性取决于重金属的有效态,薄膜梯度扩散技术(DGT)作为一种土壤重金属有效态提取技术,成为近年来的研究热点。但目前的DGT技术存在吸附量小,解吸率低,痕量元素吸附效果较差,适用范围较窄的问题。本文通过对比分析锌铝水滑石(ZnAl-LDH)、乙二胺四乙酸插层锌铝水滑石(ZnAl-EDTA-LDHs)、聚谷氨酸(PGA)、聚谷氨酸—海藻酸钠树脂(SA-PGA)结合相凝胶对铬、镍、铜、镉和铅的吸附性能,优选SA-PGA结合相凝胶组装SA-PGA-DGT,研究SA-PGA-DGT对铬、镍、铜、镉和铅的吸附性能,分析其吸附机理,探究新型SA-PGA-DGT的实际应用效果,主要结果如下:(1)SA-PGA-DGT中铬、镍、铜、镉和铅的扩散系数(25℃)依次为7.38×10-6cm2s-1、6.04×10-6cm2s-1、6.15×10-6cm2s-1、6.76×10-6cm2s-1、8.51×10-6cm2s-1。SA-PGA-DGT对铬、镍、铜、镉和铅吸附2h即可达到平衡,符合准二级动力学吸附特征。3mol/L的硝酸对SA-PGA-DGT中铬、镍、铜、镉和铅的洗脱效率均在91%以上。(2)SA-PGA-DGT对Cr、Ni、Cu、Cd和Pb的吸附适用条件为pH在5～9之间,离子强度在1～50mmol/L之间,五种重金属的吸附顺序为铅镉镍铜铬,且吸附4h即可实现对镉和铅的准确测定(R在0.90～1.10之间)。(3)SA-PGA-DGT对铬、镍、铜、镉和铅的吸附容量依次为:5.02μg/cm2、11.38μg/cm2、8.16μg/cm2、17.11μg/cm2、89.43μg/cm2,经价态换算 SA-PGA-DGT的吸附容量为0.60meg/g。SA-PGA-DGT在低浓度(十分之一于分光光度法检出限)重金属的混合溶液中放置24h即可实现对重金属有效态的准确测定,该方法检出限低,适用于痕量重金属有效态的测定。(5)pH在7.7～8.9之间的微污染土壤中,DGT技术与传统法化学法提取土壤中铬、镍、铜、镉和铅有效态含量的相关性系数依次为0.64**、0.63**、0.59**、0.72**、0.64**,P值均小于0.01,两种方法提取的重金属有效态含量之间呈极正线性相关,DGT技术可以用来预测重金属的生物有效性。且DGT技术较少受土壤理化性质的影响,比传统化学提取法更适用于土壤重金属有效态的富集。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X53
【图文】：

扩散相,质量

图１－１邋ＤＧＴ装置示意图逡逑Ｐｉｃｔｕｒｅ邋１－１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ＤＧＴ逡逑的扩散相逡逑相是ＤＧＴ装置的重要组成部分，ＤＧＴ扩散相的主要作用是质量

示意图,测定装置,系数,示意图

图２－２自制凝胶扩散系数测定装置示意图逡逑

采样点

２．４邋ＤＧＴ技术与传统方法测定土壤中重金属有效态的对比逡逑２．４．１供试土壤逡逑本研究中的供试土壤，采集自天津滨海新区塘沽区如图２－３所示。土壤采样深逡逑度为０？２０ｃｍ，将土样带回实验室，自然风干后混合均匀，去除土壤中的石块、逡逑植物残体等，用木棍研磨土壤过１００目、５０目、１０目尼龙筛，备用，测定土壤样逡逑品的理化性旗、重金属形态含量。逡逑．＾逡逑图例逡逑？采样点逡逑图２－３采样点分布逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－３邋Ｔｈｅ邋ｓａｍｐｌｉｎｇ邋ｐｏｉｎｔｓ邋ｌｏｃａｔｉｏｎ逡逑２．４．２邋土壤理化性质的测定逡逑（１邋）邋土壤邋ｐＨ逡逑称取的土壤样品（研磨过１０目筛子）ｌＯ．Ｏｇ置于５０ｍｌ离心管中加入２５ｍｌ除逡逑２７逡逑

【参考文献】