痕量元素砷、硒在长江流域及河口的生物地球化学行为探讨
长江中下游地区浅水湖泊生源要素的生物地球化学循环
长江中下游地区浅水湖泊生源要素的生物地球化学循环一、本文概述Overview of this article本文旨在深入探讨长江中下游地区浅水湖泊生源要素的生物地球化学循环。
长江中下游地区作为中国的重要经济和文化中心，其浅水湖泊生态系统对于区域生态环境和经济发展具有至关重要的影响。
本文将对这一区域内浅水湖泊中的生源要素（如碳、氮、磷等）的生物地球化学循环过程进行系统的阐述和分析。
This article aims to explore in depth the biogeochemical cycles of biogenic elements in shallow lakes in the middle and lower reaches of the Yangtze River. As an important economic and cultural center of China, the shallow lake ecosystem in the middle and lower reaches of the Yangtze River has a crucial impact on the regional ecological environment and economic development. This article will systematically elaborate and analyze the biogeochemical cycling process of biogenic elements (such as carbon, nitrogen, phosphorus, etc.) inshallow lakes in this region.我们将概述长江中下游地区浅水湖泊的基本特征，包括湖泊的水文条件、生态环境和生源要素的分布状况。
在此基础上，我们将深入探讨这些湖泊中生源要素的生物地球化学循环过程，包括生源要素的输入、转化、输出和积累等关键环节。
海洋环境样品中砷_硒测定的消化及提取方法
海洋湖沼通报2003年Transactions of Oceanology and Limnology№4文献编号:1003—6482(2003)04—0030—08海洋环境样品中砷、硒测定的消化及提取方法Ξ李丹丹1,任景玲1,张 经1,2(1.中国海洋大学化学化工学院,青岛,266003;2.华东师范大学河口海岸国家重点实验室,上海,200062)摘要:本文对用于海洋环境样品中砷、硒测定前的几种比较常用的消化方法作了系统的介绍,主要讨论了用湿法消化海水、悬浮颗粒物、沉积物以及生物体组织样品处理过程中的一些问题,并简单归纳了各种方法的优、缺点。
以期为海洋环境样品中挥发性元素测定的预处理工作提供一些经验。
关键词:海洋环境样品;砷;硒;消化中图分类号:P73614 文献标识码:A砷、硒是两种类金属元素,在海洋环境化学中的作用很相似,它们都参与生物化学的吸收过程。
砷和硒都表现出多种价态,由于这些价态不同,所表现出的毒性及生物学、地球化学行为都不相同。
就价态来说硒的氧化态有多种,在自然水环境中以Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)两种氧化态存在,Se (Ⅳ)常以弱酸H2SeO3的形式存在,在自然水pH范围内,HSeO3-是主要成分。
大多数测定硒的方法都是以Se(Ⅳ)的反应为依据,从而进行硒的各种形式含量及总量的分析测定,其他形式的硒均需转换为Se(Ⅳ)[1];天然水中砷可以有四种价态,主要以As(Ⅴ)和As(Ⅲ)存在,As(Ⅴ)常以H3AsO4形式存在,以H2AsO4-和H AsO42-存在于自然水体中为多[223],在测定时一般要把As(Ⅴ)转变为As(Ⅲ)。
就形态来说,砷、硒会以各种形态存在于水体的悬浮颗粒物中,如吸附在Fe(Ⅲ)或Mn(Ⅲ)的氢氧化物上,或以有机物的形式存在于浮游植物、藻类、以及分散的沉积颗粒中[425],或从这些物质中释放出来,从而实现生物地球化学循环。
一般测定砷、硒的方法,如分光光度法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法等只能测定一种形态的样品,而且一般都要求样品是溶液状态的。
等离子体质谱(ICP-MS)分析技术及应用
汇报人：文小库
2024-01-11
CONTENTS
• ICP-MS技术概述 • ICP-MS分析方法 • ICP-MS应用领域 • ICP-MS技术前沿与展望 • 实际应用案例分析
01
ICP-MS技术概述
定义和原理
定义
等离子体质谱（ICP-MS）是一种 将等离子体引入质谱仪进行元素 和同位素分析的方法如 熔融、酸化等，以适应ICP-MS
的检测需求。
应用价值
通过分析地质样品中的稀有元素 ，可以了解地球的演化历史和矿 产资源的分布情况，为地质学研 究和矿产资源开发提供科学依据
。
谢谢您的聆听
THANKS
参数设置
根据分析需求，合理设置仪器参数，如功 率、载气流量、扫描方式等。
数据采集
按照实验设计，采集数据，并记录相关信 息。
仪器维护
定期对仪器进行维护和保养，确保仪器性 能稳定和延长使用寿命。
干扰因素与消除方法
物理干扰
如固体颗粒物、气泡等，可以通过优化样 品处理和进样系统来消除。
化学干扰
如氧化物、双电荷等，可以通过稀释样品 或使用基体匹配法来消除。
详细描述
通过优化等离子体条件、采用先进的雾化器和接口技术，提高元素在等离子体中的原子化效率，降低 检测限。同时，采用高分辨率检测器，能够区分元素的不同同位素，避免干扰，提高分析精度。
多元素同时分析技术
总结词
多元素同时分析技术是ICP-MS技术的另一重要发展方向，能够同时测定多种元素，提 高分析效率。
。
食品与农产品安全
食品中重金属检测
ICP-MS可用于检测食品中的重金属元素，如铅、汞、镉等，以确保食品安全 。
地球化学勘查新技术探讨
地球化学勘查新技术探讨【摘要】地球化学的勘查技术就决定了看产矿产资源的能力，本文首先介绍了我国地球化学勘查的发展历史，然后详细的说明了当前地球化学勘查的新技术，最后阐述了地球化学勘查的发展趋势。
【关键词】地球化学勘查新技术中图分类号：p183 文献标识码：a 文章编号：地球化学方法作为一种战略性的找矿方法，在矿产勘查中越来越明显地起到先导的作用。
新中国成立60年，随着技术的进步和社会发展需求的增加，勘查地球化学无论在基础理论上还是在方法技术上都发生了重大变化，为我国地质找矿工作立下了汗马功劳。
一、我国地球化学勘查的发展中国地球化学探矿工作始于1951年，但真正的兴起是源于1978年地质部提出的一项新“区域化探全国扫面”计划。
区域化探全国扫面计划现已覆盖全国600多万平方公里，区域化探方法技术及找矿效果取得了举世瞩目的成就，区域化探研究达到国际领先水平，具体表现在：其一，研制了各种不同景观区的区域化探方法。
先后研制了高寒山区、干旱荒漠区、半干旱草原荒漠区、中低山丘陵区、岩溶区和热带雨林区、黄土高原区、森林沼泽区、冲积平原区等景观区的区域化探扫面方法。
其二，建立了39种多方法分析系统。
区域化探全国扫面计划，需要测定39种元素（包括所有小于2ug/g的痕量和超痕量元素），且要求所有实验室之间分析偏倚降低到最低限度，使全国化探数据可以对比。
采用以x荧光或等离体发射光谱分析为主体，配以原子吸收、原子荧光和极谱、离子选择电极，构成多元素多方法分析系统。
其三，研制了全国分析质量监控方案和标准物质。
1979年～1981年成功研制了8个全国一级水系沉积物标准样，后来又陆续研制了岩石、土壤标准样品系列，从而成功地实现了对分析结果的三个层次的控制，即对投入分析方法可选性监控，对不同分析批次间偏倚的控制，对图幅间、省际间分析偏倚的监测。
其四，研制金矿地球化学勘查新技术。
过去多年，由于金颗粒分布不均匀（粒金效应）造成严重的分析误差及金分析灵敏度不够，地球化学找金过分依赖于砷、锑、汞，甚至铜、铅、锌、锡、钨、钼、铋等探途元素，这些探途元素异常的多解性使地球化学方法不可能在金矿勘查中发挥重要作用。
春、夏季长江口海水、沉积物及生物体中重金属含量及其评价
春、夏季长江口海水、沉积物及生物体中重金属含量及其评价黄厚见;平仙隐;李磊;廖勇;沈新强【摘要】根据2009年5月(春季)、8月(夏季)长江口海域的环境调查资料,分析了长江口及其临近海域水相、表层沉积物及生物体内的6种重金属含量及分布特征,利用单因子指数法对污染状况进行了评价,并就污染来源进行了探讨.结果表明:研究海域春季表层水体中以Cu和Hg污染为主,超标率均为30％,而底层则主要为Hg 污染,超标率为35％,Zn和Pb除个别站位超标外,其它站位状况良好；夏季表、底层水体中重金属污染以Cu、Zn和Hg污染较为严重,各重金属质量浓度约为春季水体中的2倍.研究海域春季表层沉积物中重金属污染状况由大到小依次为Cd、As、Cu、Zn、Pb、Hg,夏季表层沉积物中重金属污染状况由大到小依次为Cd、Cu、As、Hg、Zn、Pb,春、夏季沉积物中各重金属质量分数有所差异,总体表现为春季高于夏季.生物体内重金属质量分数状况较好,均符合各类食品安全标准.春、夏季沉积物对重金属的富集能力有所不同；但总体表现为春季富集能力高于夏季,这可能与泥沙再悬浮造成的重金属重新释放有关；鱼类和甲壳类对不同重金属的富集能力有所差异,鱼类对重金属的富集能力由大到小依次为Cd、Pb、Cu、Zn、Hg、As,而甲壳类对重金属的富集能力由大到小依次为Pb、Cd、Hg、Zn、Cu、As.【期刊名称】《生态环境学报》【年(卷),期】2011(020)005【总页数】6页(P898-903)【关键词】长江口;沉积物;生物体;富集系数【作者】黄厚见;平仙隐;李磊;廖勇;沈新强【作者单位】中国水产科学研究院东海水产研究所//农业部海洋与河口渔业资源及生态重点开放实验室,上海200090;上海海洋大学,上海201306;中国水产科学研究院东海水产研究所//农业部海洋与河口渔业资源及生态重点开放实验室,上海200090;中国水产科学研究院东海水产研究所//农业部海洋与河口渔业资源及生态重点开放实验室,上海200090;中国水产科学研究院东海水产研究所//农业部海洋与河口渔业资源及生态重点开放实验室,上海200090;上海海洋大学,上海201306;中国水产科学研究院东海水产研究所//农业部海洋与河口渔业资源及生态重点开放实验室,上海200090【正文语种】中文【中图分类】X145河口位于河流与海洋的交界地带，其生态环境受陆源及海洋等各方面因素的影响，是一个活跃的、开放的生态系统。
X射线荧光光谱法测定土壤中34种主、次痕量元素
X射线荧光光谱法测定土壤中34种主、次痕量元素王亚婷;贾长城;何芳;李喆【摘要】采用粉末样品压片制样,水系沉积物及土壤国家一级标准物质作为标准,使用经验系数法和散射线内标法校正元素间的吸收增强效应,用X射线光谱仪对土壤样品中的Fe2O3、Cao、Cl、S、As、Ba、Br、Ce、Co、Cr、Ni、Cu、Zn等34种主次痕量元素进行测定,用国家一级标准物质GBW07452(GSS-23),GBW07405(GSS-5)和GBW07404(GSS-4)分析检验准确度和精密度,分析结果与标样标准值吻合,除Cl、S、As、Br、Ce、Co、Ni、Th、Sc、Hf、Nb、Nd 的精密度小于10.00%以外,其他各元素精密度均在5.00%以内,各元素检出限均满足化探要求.【期刊名称】《城市地质》【年(卷),期】2018(013)001【总页数】8页(P100-107)【关键词】X射线荧光光谱法;粉末压片法;准确度;精密度【作者】王亚婷;贾长城;何芳;李喆【作者单位】北京市地质工程设计研究院,北京101500;北京一零一生态地质检测有限公司,北京 101500;北京市地质工程设计研究院,北京101500;北京一零一生态地质检测有限公司,北京 101500;北京市地质工程设计研究院,北京101500;北京一零一生态地质检测有限公司,北京 101500;北京市地质工程设计研究院,北京101500;北京一零一生态地质检测有限公司,北京 101500【正文语种】中文【中图分类】O657.63;X8330 前言波长色散X射线荧光光谱法具有制样方法简单、可同时测定多个元素、分析速度快、重现性好、检出限在μg/g量级范围内和非破坏性测定的优点，适合于各类固体样品中主、次、痕量多元素同时测定，现已广泛应用于地质、环境、材料、冶金样品的常规分析中（张勤等，2004；张勤等，2008）。
X射线荧光光谱法制备试样通常为熔片法和粉末压片法。
长江水系沉积物中重金属的赋存形态
第27卷 第4期2008年 7月环 境 化 学ENV I RONME NT AL CHE M I ST RY Vol .27,No .4July 2008 2008年1月14日收稿.3国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(课题编号:2006CB403403)资助.33通讯联系人:wangyc@i w hr 1com长江水系沉积物中重金属的赋存形态3周怀东1,2 袁 浩2,3 王雨春233 陆 瑾2 万晓红2(1 河海大学水文水资源学院,南京,210098;2 中国水利水电科学研究院水环境研究所,北京,100038;3 贵州大学资源与环境工程学院,贵阳,550003)摘 要 分析了长江干流和主要支流的沉积物样品中重金属(Cu,Zn,Pb,Cd,Cr,A s,Hg )的含量和赋存形态1结果表明:除Zn 外,长江流域水系沉积物中重金属的污染程度总体呈上升趋势,其中,Cd 的污染较为严重,Cd 主要以可交换态的形式存在,长江水系沉积物中Zn,Pb 以及Cu 具有相似的同源性,而Cd,A s,Hg 以及Cr 则另为一类1关键词 沉积物,重金属,长江. 沉积物中重金属的环境行为和生态毒理效应不仅与有毒物质的总量有关,而且与重金属在沉积环境中的地球化学形态密切相关[1]1对沉积物(土壤)中重金属赋存形态的研究方法,如,Tessier 等提出的“五步连续提取法”,采用专属性提取液将土壤中重金属的存在形态分为可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化态、有机结合态和残渣态[2]11993年,欧共体标准局提出了相对简化的“三步形态分类法”(BCR )[3],即,将沉积物中重金属的形态分为B1醋酸提取态(水溶态、可交换态和碳酸盐结合态)、B2可还原态(Fe —Mn 氧化物结合态)、B3可氧化态(有机物及硫化物结合态)和B4(残渣态),BCR 法已被证明是可以在不同地区获得可比数据的成熟方法[4]1 本研究采用BCR 法开展了长江流域干流和主要支流水系沉积物中重金属的形态研究1初步分析了不同重金属及其形态分布的相关关系,为评价长江流域水系沉积物中重金属污染状况和潜在风险提供有用的科学数据11 样品的采集和分析 分别在长江干流和部分主要支流(包括长江、岷江、金沙江、湘江等)采集沉积物样品.采样点为:1#小沙坝、2#豆腐石、3#岷江口、4#江津自来水厂、5#梁沱水厂、6#江南水厂、7#江万船厂、8#丹江口、9#常德、10#丹江口水库、11#学堂洲、12#草桥、13#猴子石、14#黄洲、15#黄石、16#武穴闸、17#南京长江大桥、18#燕子矶、19#采石矶、20#镇江汽渡、21#长江天生港1采集0—5c m 表层沉积物样品及平行样品,样品自然风干后,用玛瑙研钵研磨至80目,然后用四分法制得500g 样品,最后用烘箱100℃烘至恒重,干燥器内密封保存1 采用微波消解处理样品(王水2氢氟酸2高氯酸消解),原子吸收光谱仪测定Cu,Zn,Pb,Cd 和Cr,用原子荧光光谱仪测定A s 和Hg 12 长江流域水系沉积物中重金属的含量 表1为长江水系沉积物中重金属的含量及背景值1从沉积物重金属的总体配分模式看,长江流域水系沉积物与全球页岩重金属的丰度模式是一致的,即Zn >Cr >Pb >Cu >A s >Cd >Hg 1 从浓度水平看,本次研究结果不仅高于(或相当于)全球页岩重金属地球化学背景值[5]和工业化前全球沉积物最高背景值[6],同时也明显高于前人在该区域的研究数值[7—10],表明长江流域近年来沉积物中重金属的污染呈增加的趋势1其中,沉积物中Cd 是污染较严重的重金属,与前人研究的平均值(0135mg ・kg -1)相比,本研究测定的沉积物中Cd 增加了约282%,Hg 含量也要显著高出臧小平[7]报道的最高值,Pb,Cu,A s 和Cr 也呈不同程度的增加趋势,而Zn 则比已有数值略有降低.516 环 境 化 学27卷 从样点的空间分布看,沉积物中重金属的含量也表现出较大的差异性1Cu浓度表现为中、下游高于上游的趋势,最高点在长江武汉附近江段,有30%的样点Cu浓度超过了页岩重金属地球化学背景值.Zn除在2#和13#相对较高外,其沿程变化不显著,均值高于全球页岩重金属地球化学背景值而低于全球沉积物最高背景值.Pb浓度的空间分布与Cu类似,高值区主要在武汉以下南京以上江段,上游重庆段也较高1Cd的浓度水平总体较高,最大值在黄州附近江段,上游和中、下游也有高值区,这可能是不同类型污染源贡献的结果1A s和Hg表现出采样的沿程空间分布模式,高值区在长江中、下游地区1Cr最大值位于金沙江下游江段的3#,有4个点含量高于90mg・kg-1,其余变化不明显1表1 长江流域沉积物金属元素含量(mg・kg-1)Table1 M etal contents in the sedi m ents of Yangtze basin数据来源Cu Zn Pb Cd Cr A s Hg文献[7]枯水期1514—67113617—107—0113—014447—99411—811—丰水期1615—46195115—118191613—421801152—01328—516—916010098—010705文献[8]48101821034100133———文献[9]491316317381601337614——文献[10]6918132——90——文献[5]45953401462130135文献[6]5017570110090150125本次研究最小值24158591431512401284515281210113最大值11111120114721612515107123113561991153均值5911512617663121113578181515901463 长江流域水系沉积物中重金属的地球化学特征 以不同元素在各自形态中的平均含量计算百分比,长江流域沉积物中重金属每种形态占总量的比例见图11其中,Cu,Zn,Cr,A s和Hg主要以B4残渣态形式存在,Pb主要以B2态存在,Cd以B1态存在1不同的重金属在相态中分布的差异体现了其地球化学特性,前三种能被生物所利用的相态在研究评价过程中被陈静生等[11]划为次生相态,而B4态作为重金属存在于矿物晶格中的化学形态,一般认为不具有生物可利用性,对环境无影响而被列为原生相态1图1 长江沉积物中重金属元素不同形态所占比例平均值F i g11 The average percentages of heavy metals fracti ons in the sedi m ents of Yangtze basin Cu的B1态只占8%,这部分包含:(1)能被生物直接利用的水溶态重金属离子;(2)位于沉积物粘土矿物等活性成分交换位置,能被Ca2+,Mg2+或NH+4等阳离子交换下来易被生物利用的元素;(3)被碳酸盐表面吸附或以共沉淀形式存在,在pH变化的情况下可被生物利用的重金属元素,说明沉积物中Cu元素对环境的直接影响较低1 Zn的次生相中主要以B1和B2态存在,分别占总量的20%和30%左右1B2态包括沉积物中铁锰氧化物吸附以及被其包裹的部分重金属,这部分氧化物表现的专属吸附作用比较强,但转为还原环境后,在不稳定状态下易被释放或在S的作用下进入B3态1因此,沉积物中Zn的生物可利用性较高1 4期周怀东等:长江水系沉积物中重金属的赋存形态517 Pb的B1态含量很少,主要以B2铁锰氧化物结合态形式存在,占总量的64%,在pH值Eh改变的情况下,B2态容易转化为B1态直接对环境造成影响,说明Pb的直接危害小而潜在危害较大1 Cd的B1>B2>B4>B3,B1态占总量的60%,说明极其需要关注其对环境造成的直接和间接危害1马振东等[12]认为这主要是扬子和秦岭两构造单元表壳岩系富含Cd以及侵蚀作用带来的结果1 Cr的B4态占了绝大多数,次生相态总共只占了16%,说明Cr在研究区域沉积物中的稳定性最好,对环境的影响较小1 A s的次生相所占比例都很低,并且主要以B2态存在,说明长江流域沉积物中A s的生物可利用性不高1 Hg的原生相态占了58%左右,次生相态分别为B3(22%)>B2(12%)>B1(8%),B3态的重金属与沉积物中的烷烃和腐殖酸等有机质形成络合物或鳌合物,以及与硫化物结合共沉淀1在氧化条件下,微生物氧化分解有机质,硫元素变成S6+,这部分元素形成迁移能力更高的价态进入水体,说明Hg在长江流域沉积物的次生相态中主要与有机质及硫化物结合14 长江流域水系沉积物中重金属总量与形态的相关分析 将每种元素的4种形态及总量做成相关系数矩阵,并将矩阵中不同元素的形态与各自总量的相关系数值列于表2,用以识别控制各元素在风化、迁移及沉积的过程中的关键因子1表2 长江流域沉积物重金属元素不同形态与总量的相关性Table2 Correlati on coefficients bet w een t otal concentrati on and their fracti ons in the sedi m ents of Yangtze basin元素各形态与总量的相关系数B1B2B3B4Cu01798017580174501884Zn01945018970185101834Pb0118019880137801953Cd01999019930161201704Cr01316015130122501974A s0157019120120801999Hg-011501520126201972 如表2所示,几种元素的B4态与总量之间都呈现了良好的相关性,表明了地质背景是影响和控制各元素在沉积物中含量的主要因素. Cu的前三种相态与总量的相关系数差别不大,说明对于总量的贡献,这三种相态的活性是均一分布的.Cu与B3态的亲和作用已得到证实[13],B2略高于B3说明了相对于还原条件下的沉积物,当有机质和硫化物的含量较低时,Cu的变化会受到铁锰氧化物吸附作用的影响1 Zn的总量与B1态的相关性较好,B2和B3与总量的相关性也高于B4,加上B1和B2态的含量较高,可能暗示污染外源输入对Zn主要以可交换的吸附形式对沉积物总Zn有着主要影响,这与张朝生等人[10]结果一致1 Pb的总量与不同形态含量的相关性主要受沉积物相中铁锰氧化物的影响,同时,B4态与总量有较好的相关性,说明相当部分的Pb是存在于沉积物的矿物晶格,代表流域侵蚀作用的贡献1 Cd含量主要与B1态和B2态显著相关,表明进入沉积物中的Cd易被粘土矿物或土壤胶体强烈吸附,沉积物的Cd可能具有显著的环境迁移活性1 沉积物中的Cr和Hg主要体现于B4态(矿物晶格残渣态)的变化,说明在自然条件下其转化为离子的倾向小于其它金属,相对是稳定的1 A s的总量与B2(次生相态中与铁锰氧化物所吸附)和B4(矿物晶格残渣态)的相关性较好,这可能反映该元素具有两种不同的环境归趋模式.5 长江流域水系沉积物中重金属总量与形态的聚类分析 环 境 化 学27卷518 聚类分析通过研究某一相态下不同元素之间的相关关系,更好地了解其在环境中变化的联系及规律,并能大致解析其来源和环境行为的异同1 根据聚类分析的结果(见图2)可以看出,在沉积物总量的相关性上,Zn和Pb作为一小组元素可能具有更好的共源性,B4态与B2态的聚类分析也表现出相同的特征,与之对应,Cd,A s,Hg以及Cr的来源有所不同,这可能主要与Cd等在地壳中的丰度低而且高度分散,并多出现在其它金属硫化物矿床的氧化带的地球化学性质有关1 B1态代表最不稳定的可溶态、可交换态及碳酸盐吸附态,对该相态的聚类结果显示,Cd和Zn 在迁移、转化的环境行为上存在某种相似性关联,这与沉积物形态含量分布的分析结果是一致的,长江水系沉积物中这两种元素主要是B1态存在,环境行为相对活泼. B3态的聚类分析表现各异,相关性最好的为Cu和A s.Cu原子半径小,主极化能力强,易与离子半径大的被极化能力强的S和A s等成共价或带金属键结合形成络合物,所以在含硫化物的相态中, Cu和A s表现出良好的相关关系,Zn在硅酸盐熔体中是变网阳离子,也是亲硫元素,但较Cu弱,因此,与Cu和A s二者的关系次之1其中最独特的为Hg,主要是由于Hg在沉积物中能被生物作用成甲基汞,微生物也能将Hg2+变成零价汞,而这些作用主要发生于B3态,导致了Hg表现出性质差异.图2 长江流域沉积物重金属元素不同形态的聚类分析F i g12 H ierachical cluster analysis on different phases of heavy metals in the sedi m ents of Yangtze basin 综上所述,长江水系沉积物中,Cu,Zn,Cr,A s和Hg主要是以矿物晶格相存在于沉积物中,相对而言,Cu和Zn的铁锰氧化物吸附态和硫化物结合态在总量中的比例更高,具有较大的活性;Pb 主要以铁锰氧化物结合态形式存在(占总量的64%),在环境氧化还原条件变化时可能有较大环境风险;Cd主要与粘土矿物或土壤胶体强烈吸附,因此,具有很高的环境迁移活性,可能对水环境具有较高的生态风险1另外,聚类分析表明,长江水系沉积物中Zn,Pb以及Cu具有同源性,而Cd,A s, Hg以及Cr则呈另一类.从环境迁移、转化的性质上看Cd和Zn等较为接近1 4期周怀东等:长江水系沉积物中重金属的赋存形态519参 考 文 献[1] Kot A,Nam iesik J,The Role of Speciati on in Analytical Che m istry[J]1Trends in Analysis Che m istry,2000,19∶69—79[2] Tessier A,Ca mpbell P G C,B iss on M,Sequential Extracti on Pr ocedure f or the Specificati on of Particulate Trace Metals[J],AnalyticalChe m istry,1979,51∶844—851[3] Maier E A,Griep ink B,The BCR(Measurement and Testing)Pr ogra mme———Quality of Measure ments:a Eur opean Goal[J]1F resenius’Journal of Analytical Che m istry,1994,348(1)∶6—8[4] Dang C T,Jeffrey O P,Metal Speciati on in CoastalMarine Sedi m ents fr om Singapore U sing a Modified BCR2Sequential Extracti on Pr oce2dure[J]1A pplied Geoche m istry,2006,21∶1335—1346[5] 李健,郑春江,郭希利等,环境背景值数据手册[S]1北京,中国环境科学出版社,1989[6] Hakans on L,An Ecol ogical R isk I ndex f or Aquatic Polluti on Contr ol1A Sedi m ent ol ogical App r oach[J]1W ater Res1,1980,14∶975—1001[7] 臧小平,郭利平,长江干流水底沉积物中十二种金属元素的背景值及污染状况的初步探讨[J]1中国环境监测,1992,8(4)∶18—20[8] Qu C,Yan R,Chem ical Compositi on and Fact ors Contr oling Sus pended Matter in Three Maj or Chinese R ivers[J]1Sci.Total.Envi2ron.,1990,97/98∶335—346[9] 陈静生,王飞越,程成旗等,中国东部主要河流颗粒物的元素组成[J]1北京大学学报(自然科学版),1996,32(2)∶206—214[10] 张朝生,长江与黄河沉积物金属元素地球化学特征及其比较[J]1地理学报,1998,53(4)∶314—322[11] 陈静生,铜在沉积物各相中分配的实验模拟与数值模拟研究2以鄱阳湖为例[J]1环境科学学报,1987,7(2)∶140—149[12] 马振东,张德存,闭向阳等,武汉沿长江、汉江Cd高值带成因初探[J]1地质通报,2005,24(8)∶740—743[13] Thomas P R,U re A M,Davids on C M et al.,Three2Stage Sequential Extracti on Pr ocedure f or the Deter m inati on ofMetals in R iver Sedi2ments[J]1Analytica Chi m ica Acta,1994,286(3)∶423—429THE CHE M I CAL SPEC I AT IO N O F HEAV Y M ETAL S I NSED IM ENTS FROM YANGTZE BAS I NZHOU Huai2dong1 YUAN Hao2,3 WAN G Yu2chun2 LU J in2 WAN X iao2hong2 (1 The College of Hydr ol ogy and W ater Res ources,Hohai University,Nanjing,210098,China;2 The Depart m ent of W ater Envir onment,I W HR,Beijing,100038,China;3 College of Res ources and Envir onmental Engineering Guizhou University,Guiyang,550003,China)ABSTRACT The t otal concentrati on and che m ical s peciati on of heavy metals(Cu,Zn,Pb,Cd,Cr,A s and Hg) in the surface sedi m ents collected fr om the mainstrea m and several tributaries of Yangtze basin were studied using BCR sequential extracti on p r ocedure,HCl2HNO32HF digesti on method and AAS1The results showed that the heavy metals(excep t Zn)polluti on in sedi m entary envir onment were increasing.Cd was mainly ass o2 ciated with exchangeable fracti on1So,the quality and che m ical for m s of sedi m entary heavy metals i m p lied that there were the higher ecol ogical risks on the aquatic envir on ment of Yangtze basin1W e als o used the H ierachi2 cal cluster analysis t o i m p r ove the understanding of the characteristics of heavy metals in sedi m ent1The statis2 tic analysis data revealed that the sedi m entary Zn,Pb and Cu have the si m ilar origin,and Cd,A s,Hg and Cr were clustered t ogether in the another gr oup1 Keywords:sedi m ent,heavy metals,Yangtze basin.。
微量元素地球化学
第一章 微量元素的分类
亲气元素 atmophile
组成地球大气圈的主要元素,惰性气体元 素,以及主要呈易挥发化合物存在的元素，如 氢、氮、碳、氧等
亲铁元素
亲铜பைடு நூலகம்素
在陨石中
在地球中
亲石元素 (在硅酸盐中)
Fe、Cr、 Ni、Co、 Ru、Rh、 Pd、Os、 Ir、Pt、
Au
S、Se、 S、Se、Te、 O、S、P、Si、Ti、 P、As、 As、Sb、Bi、 Zr、Hf、Th、F、Cl、 Cu、Ag、 Ga、In、Tl、 Br、I、Sn、B、Al、 Zn、Cd、 (Ge)、 (Sn)、 Ga、Sc、Y、REE、 (Ti)、V、 Pb、Zn、Cd Li、Na、K、Rb、 Cr、 Mn、 Hg、Cu、Ag、 Cs、Be、Mg、Ca、 Fe、(Ca) (Au)、Ni、Pd、 Sr、Ba、(Fe)、V、
第一章 微量元素的分类
• 地壳主要由O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、 K、Ti等九种元素组成，这九种元素占地壳 总重量的99％左右
• 因此这九种元素通常被称为主要元素（常 量元素），其它元素被统称为次要元素、 微量元素、痕量元素、杂质元素或稀有元 素等
第一章 微量元素的分类
• 常量元素（>0.1%）——能形成独立矿物相，
• Schmidt A, Weyer F.John J, Brey GP, 2009. HFSE systematics of rutile-bearing eclogites: New insights into subduction zone processes and implications for the earth’s HFSE budget, Geochimica et Cosmochimica Acta, 73( 2): 455-468
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
痕量元素砷、硒在长江流域及河口的生物地球化学行为探讨
【摘要】：本文在实验室建立了天然水中溶解态砷、硒的氢化物发生原子吸收光谱法(HG—AAS)的测定体系。
并在此基础上，研究了长江主流、主要支流、长江口海域及崇明东滩湿地砷、硒的生物地球化学行为。
于2003年4—5月对长江流域各主要的支流及主流沿程采样，对河水中常量离子、溶解和颗粒态砷、硒进行了分析。
长江阳离子以钙为主，而阴离子主要为HCO_3~-，阴阳离子含量顺序为HCO_3~-＞SO_4~(2-)＞Cl~-，Ca~(2+)＞Na~+＞Mg~(2+)＞K~+。
长江主流的Na~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)、HCO_3~-和Cl~-主要来自于上游；主流及主要支流河水的常量离子主要来自于岩石的风化，而大气沉降的影响很小，只有SO_4~(2-)受大气沉降影响较大。
长江主流各站溶解态无机砷、硒的浓度变化幅度不大，下游浓度略高于上游；主流溶解态砷、硒的浓度分别在12.28—35.6nmol／L、2.20—5.58nmol／L范围内波动；溶解态砷中以As(Ⅴ)为主，As(Ⅲ)／As比值变化范围为0.17—0.43。
颗粒态砷、硒的变化范围为6.87—17.8、0.34—1.19mg ／kg。
长江支流溶解态砷、硒的浓度明显高于主流，且跨度较大，北方支流中砷、硒的浓度明显高于南方支流，支流溶解砷的变化范围分别为6.95—56.7nmol／L。
赤水河砷的含量最低，而沱江和湘江的含量最高；溶解态砷中在赤水、岷江和牛栏江以As(Ⅴ)为主，其它支流则以As(Ⅲ)为主。
支流溶解硒的变化范围分别为1.47—9.92nmol／L，最高浓度出现在沱江。
长江流域河水中砷、硒含量主要受两方面因素
影响：一、流域盆地不同的岩石、土壤类型是造成不同支流砷、硒含量差异的初步原因；二、人为活动对长江河水砷、硒含量有重大影响；部分支流如沱江、岷江、嘉陵江及湘江则主要来自人为活动的输入；而上游地区砷、硒含量受酸沉降影响较大。
主流溶解态砷、硒的通量从上游到下游呈逐渐增加的趋势，上游对溶解砷、硒的入海通量贡献较小，而洞庭湖水系的贡献较大，约占长江入海通量的80％。
三峡工程对颗粒态砷、硒的入海通量影响较大。
分别于2004年9月和2005年8月利用“海监47号”和“海监49号”科学调查船在长江口海域采集不同层次的水样，测定水样及底沉积物中砷、硒以了解痕量元素砷、硒。
长江口海域溶解砷、As(Ⅲ)含量的变化范围分别为13.5—25.2、未检出—5.22nmol／L，平均值分别为17.9、1.76nmol／L；无机砷以As(Ⅴ)为主，As(Ⅲ)占总无机砷的比例为0—39.7％，平均比例为9.8％。
溶解硒的变化范围分别为 1.50—5.70nmol／L，平均含量为3.35nmol／L。
底沉积物砷、硒含量变化范围较大，分别为3.87—13.1、0.067—0.23mg／kg，最高含量出现在长江口附近，而最低含量则在台湾暖流影响的区域。
生物作用对溶解态硒的分布影响较大，而对溶解态【关键词】：砷硒分析方法长江长江口崇明东滩早期成岩行为【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：P593
【目录】：中文摘要8-10英文摘要10-13前言13-15第一章文献综述15-341.1硒文献综述15-231.2砷文献综述23-321.3研究工作总体思路和框架32-34第二章研究区域、样品采集及分析方法34-652.1研究区域及样品采集34-402.1.1长江流域34-352.1.2长江口海域352.1.3崇明东滩35-402.2分析方法40-652.2.1仪器和试剂40-412.2.2Se(Ⅳ)的原子吸收光谱分析方法41-502.2.3砷的原子吸收光谱分析方法50-562.2.4As(Ⅲ)的原子吸收光谱分析方法56-602.2.5沉积物中总砷的分析602.2.6沉积物中总硒的分析602.2.7生物样品砷、硒的分析60-612.2.8沉积物中砷、硒形态的分析61-65第三章长江流域常量元素的分布特征65-753.1长江流域常量元素分布特征65-733.1.1长江主流及主要支流常量元素含量65-673.1.2长江主流及主要支流中常量元素的来源67-733.2与世界其它河流的对比73-743.3长江常量元素的估算743.4小结74-75第四章长江流域痕量元素砷、硒的分布特征75-944.1长江流域痕量元素砷、硒的分布特征75-824.1.1流域分布特点75-814.1.2季节变化81-824.2长江河水中痕量元素砷、硒的来源82-894.2.1岩石风化输入82-844.2.2人为活动输入84-894.3长江及各支流的通量89-934.4小结93-94第五章长江口海域砷、硒的分布特征94-1125.12004年9月航次94-995.1.1平面分布特征94-985.1.2断面分布特征98-995.22005年8月航次99-1045.2.1平面分布特征99-1035.2.2断面分布特征103-1045.3长江口溶解态砷、硒的行为104-1065.4与
世界其它海区的对比106-1085.5河口通量108-1115.6小结111-112第六章崇明东滩痕量元素砷、硒的生物地球化学112-1526.1沉积物、水体中砷、硒分布特征113-1286.2控制崇明东滩沉积物含量的因素128-1486.2.1控制崇明东滩沉积物时空分布的因素128-1356.2.2砷、硒与铁、锰循环的关系135-1426.2.3生物作用对砷、硒分布的影响142-1436.2.4崇明东滩沉积物的扩散通量与沉积通量143-1446.2.5砷、硒沿食物链的传递144-1486.3小结148-152第七章无机砷、硒在崇明东滩沉积物中的吸附作用152-1757.1吸附实验步骤155-1577.2崇明东滩沉积物对砷形态的吸附157-1667.2.1砷的吸附动力学157-1607.2.2砷的解吸动力学1607.2.3pH对沉积物吸附砷的影响160-1617.2.4pH对沉积物解吸砷的影响1617.2.5等温吸附实验结果讨论161-1637.2.6共存离子对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)吸附的影响163-1667.3崇明东滩沉积物对硒形态的吸附166-1737.3.1硒的吸附动力学166-1677.3.2硒的解吸动力学167-1687.3.3pH对沉积物吸附硒的影响168-1697.3.4pH对沉积物解吸硒的影响1697.3.5等温吸附实验结果讨论169-1717.3.6共存离子对Se(Ⅳ)、Se(Ⅵ)吸附的影响171-1737.4小结173-175第八章长江流域对长江口的贡献175-179主要结论179-181参考文献181-206致谢206-207发表论文目录207 本论文购买请联系页眉网站。