沉积物中重金属形态分析方法研究进展
沉积物中重金属形态分析方法研究进展冯素萍1 鞠 莉1 沈 永1 裘 娜1 李 鑫1 祝培明1 王 伟3(1.山东大学环境学院,济南 250100; 2.山东省地质科学实验研究院,济南 250013; 3.枣庄市环境监测站,枣庄 277101) 摘要 介绍近年来国内外对沉积物中重金属的研究概况,以及重金属形态分离方法和监测方法的最新进展,对国内外常用的沉积物中重金属的形态分析提取方法如Tessier法、Forstner法和BCR法进行了比较,概述了重金属形态分离检测方法。关键词 沉积物 重金属 形态分析 近年来随着工农业的发展,各种工业废液排入水体,使水体中重金属的含量越来越高,严重影响着人类及其它生物的健康与生存。20世纪50年代日本发生的由汞污染引起的“水俣病”事件和由镉污染引起的“骨痛病”事件,以及在欧洲某些国家陆续发生的由重金属污染而导致的一系列严重生态后果,引起了人们对重金属污染的重视。重金属污染物具有较为复杂的化学性质和极强致毒性。自20世纪70年代以来,重金属污染与防治的研究工作备受关注[1]。目前,重金属污染物已被众多国家列为环境优先污染物。我国列入环境优先污染物黑名单的重金属有As、Be、Cd、Cr、Cu、Pb、Hg、Ni和Ti[2]。重金属污染物的化学行为和生态效应复杂,对环境存在着难于治理的潜在危害,其物化行为多具有可逆性,同时在适宜条件下,又具有相对稳定性。大多数重金属化合物为非降解型有毒物质,生态效应的浓缩和累积作用使微量重金属产生生物毒性,沿食物链被动植物所吸收、富集,最终成为生命体积累和慢性中毒的源场。环境中特定重金属元素的生物可给性及在生物体中的积累能力,以及对生物毒性与该元素在环境中存在的物理形态及化学形态密切相关。重金属的总量往往很难表征其污染特性和危害,水体沉积物中重金属的迁移转化规律、毒性以及可能产生的环境危害更大程度上取决于其赋存形态[3],如Cr(III)是人体必需的,而Cr(VI)具有高毒性,其生理毒性比Cr(III)高100倍;As(III)的毒性高于As(V);游离态的铜对水生生物的毒性大于与有机体结合的络合态铜,其络合物越稳定,毒性就越低。所以,将沉积物作为研究对象探讨重金属的形态分析具有重要意义。1 沉积物的组成及存在形态沉积物在地质学中是指一种沉积在陆地或盆地中的松散矿物质颗粒或有机物质,现代沉积物是以矿物为主体。尽管各种不同水体中的沉积物在组成上会因地理环境条件变化、沉积物的来源不同而存在差异,但从总体上看,根据沉积物中组分的形成类型和组分的化学与矿物特征,一般可把沉积物的组分分为4大部分[4]:火成岩和变质岩风化残留矿物、低温和水成矿物、有机组分和流动相。从环境科学意义上来看,火成岩和变质岩风化残留矿物对重金属污染物的影响和作用并不显著,它主要以沉积物的残渣态出现,比较稳定,表面电荷少,化学活性差。低温和水成矿物是沉积物中比较重要的部分,它们不仅具有巨大的比表面积,而且表面还拥有大量的活性官能团,对污染物有极强的界面反应能力。各类沉积物中的重金属污染物往往是以不同的化学形态存在,其含量及形态分布与沉积物的矿物组成密切相关,组成的变化直接影响沉积物对化学元素的富集及存在形态,了解沉积物中各种自然胶体及矿物组成、化学组分十分必要,特别在研究沉积物中污染物的迁移、转化机理、治理技术以及指定污染控制对策时,深入了解和探讨重金属污染物的含量及其分布形态极其重要。在20世纪90年代初,欧洲、美国、加拿大和澳大利亚等国家和地区为了进行实验室质量控制,已研制出统一的沉积物标准物质[5]。近几年,国际上的研究取得了较大进展,部分国家和地区已经在形态分析的基础上制定了适合于本国和本地区的水体沉积物重金属质量基准(SQC)。国内虽然也有一些有关形态分离、分析、毒理效应等方面的报道,但仅限于单个实验室的研究,实验室之间还缺乏统一的基准物质进行质量控制,如何把室内研究和现场动态测试结合起来还需做大量工作,结合重金属污染物在环境介质动态变化过程中的形态分析测试方法有待于进一步研究。2 沉积物重金属形态分析方法环境中的形态分析通常指的是金属和与生命有关元素的价态和络合态分析,污染物的形态分析是利用一定的物理、化学方法测定环境污染物中元素的含量、各种价态、络合态及其组分的形态的分析,其目的是确定具有生物毒性的重金属含量。水环境中重金属存在形态可分为溶解态(溶解于水相中)和颗粒态(存在于悬浮相中的悬浮态和沉积物中的沉积态)两类,形态分析方法相应地分为溶解态重金属形态分析方法和颗粒态重金属形态分析方法。水样以0.45μm滤膜过滤、酸化后测定,可得溶解态(水相)重金属总量。以颗粒态(悬浮相和沉积相)存在的重金属通常借助各种化学萃取分离方法将重金属分成有效性不同的形态。2.1 形态分析提取方法 对沉积物中重金属不同地球化学相的提取,有许多学者
收稿日期:200620522027化学分析计量2006年,第15卷,第4期 提出了不同的方法和流程,主要包括单级提取法和多级连续提取法。 (l)单级提取法 单级提取法通常指的是生物可利用萃取法。A.M.Ure对单级提取法进行了详细的论述[6],这种方法评估的是颗粒介质中重金属能被生物(包括动物、植物和微生物)吸收利用的部分,或者能对生物的活性产生影响的那一部分,通常将这部分重金属称为有效态。依据样品的组成、性质、萃取重金属元素的种类以及萃取目的不同,所用的试剂也不同。常用的萃取剂主要可以分为酸、螫合剂、中性盐和缓冲剂4类。 (2)多级连续提取法 所谓多级连续提取法就是利用反应性不断增强的萃取剂对不同物理化学形态重金属的选择性和专一性,逐级提取颗粒物样品中不同有效性的重金属元素的方法。该方法的最大特点是用几种典型的萃取剂替代自然界中数目繁多的化合物,模拟各种可能的、自然的以及人为的环境条件变化,按照由弱到强的原则,连续溶解不同形态的重金属污染物,将复杂的问题简化,从而提高了评价质量。 目前,研究者常用的多级连续提取方法有:Tessier等人于1979年提出的五步连续提取法[7],简称Tessier法;Forst2ner等人于1986年提出了六步连续提取法[8],简称Forstner法;欧共体标准物质局(CommunityBureauofReference,简称BCR,现已更名为theStandards,MeasurementsandTestingProgramme,M&T)于1992年提出的一种三级4步提取法[9],简称BCR法。Tessier法将重金属赋存形态分为:可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和硫化物结合态、残渣态,该法是目前应用最广泛的方法。Forstner法将重金属形态分为六种:可交换态、碳酸盐态、易还原态(主要是Mn还原物)、中等还原态、可氧化态、残渣态。BCR法把重金属赋存形态分成4种:乙酸可提取态、可还原态、可氧化态及残渣态。经过多个实验室之间的对比研究表明,BCR方法的重现性较好,且非常适合于河流底泥沉积物重金属的分析。目前,BCR法在欧洲各国得到广泛的应用。 Fessier法、Forstner法和BCR法这3种方法的区别主要在于所用试剂和具体操作条件不同。基本上均是把沉积物中重金属的形态分为可溶态、可还原态、可氧化态和残渣态4种[10],而在个别形态上有所区别。Tessier法和Forstner法形态分类的区别在于Forstner法将Tessier法中的铁锰氧化物结合态分成了易还原相和中等还原相。Tessier法和Forstner法在提取剂和试验条件方面有所不同。另外BCR法的第3步可氧化态实际上与Tessier法第4步的有机结合态和硫化物结合态基本相同,均把有机结合态与硫化物结合态两种形态化合物视为一类。BCR法和Tessier法两种方法的不同在于提取剂类型及提取条件等不同。有的学者比较了BCR法和Tessier法的效果,用于污水厂污泥的相态分析[11],结果表明BCR法的可氧化物提取比Tessier法更有效。BCR顺序提取方案获得了良好的实验室间的可比性[12],目前,BCR提取法已成为国内外研究土壤、沉积物重金属污染形态广泛应用的方法。 形态分析虽然能够在一定程度上反映自然与人为作用对沉积物中重金属来源的贡献,并反映重金属的生物毒性,但到目前为止,形态分析提取方法仍存在许多不足与缺陷,如反应不彻底、不完全;实验过程对提取有效性的影响;样品中重金属含量的实际值与理论值之间有一定的差异;粒度分布与矿物组成会影响浓度的准确性;样品制备过程形态将发生改变等。而且使用不同的提取方法及提取过程中使用不同的试剂会对结果产生影响,从而不同的提取方法取得的数据之间缺乏可比性。2.2 重金属形态分离检测方法 已经用于重金属形态分析的方法有多种,如电分析法、光谱法、质谱法、色谱法、仪器联用分析法等。紫外可见吸光光度法、电分析方法比较简单且经济,可用于一些元素的价态分析,但选择性差,干扰因素多。色谱法分离效率高,但其常用检测器为非专一性检测器,灵敏度低,往往达不到要求。目前,从重金属形态分离检测方法来看,多种方法联用比较普遍,并且向高灵敏度、快速检测和快速分析的方向发展[13]。2.2.1 分离技术 (1)气相色谱(GC)分离技术 对易挥发、热稳定性高的有机金属化合物可用GC分离技术直接分离,离子型的有机金属挥发性差,需要进行衍生后进入GC进行分离。 (2)液相色谱(LC)分离技术 液相色谱法与气相色谱法相比最大的优点是无需衍生直接分离,简单快速,固定相和流动相种类多,可供选择的参数多,使金属络合物中的有机金属化合物、有机类金属化合物得到较好地分离。目前液相色谱联用技术中使用最多的是高效液相色谱(HPLC)法。 (3)其它分离技术 一些分离技术如超临界流体色谱技术、毛细管电泳技术、凝胶渗透色谱技术可与原子光谱仪联用进行形态分析。2.2.2 检测方法 (1)原子吸收(AAS)法 AAS法因具有高灵敏度和高选择性被广泛使用。AAS可与多种色谱技术联用。目前已得到应用的有GC-AAS、HPLC-AAS、IC-AAS、AAS-MS。 (2)原子发射光谱(AES)法 AES法是最早使用的原子光谱法。等离子激发技术的使用使其灵敏度提高了几个数量级。直流等离子体(DCP)、诱导耦合等离子体(ICP)、微波诱导等离子体(MIP),这3种等离子体发射方式的等离子体激发原子发射光谱法都可用于金属的形态分析。一般来说,DCP很少使用,ICP具有较高的操作温度且效率较高,MIP是这3种技术中应用最广的检测技术,该方法测定灵敏度高。37冯素萍,等:沉积物中重金属形态分析方法研究进展 (3)原子荧光(AFS)法 AFS法因检出限较低测定范围受限近年来进展不大。2.2.3 其它联用技术 近年来还发展了一些灵敏度高而且复杂的联用分析系统。如ICP/MS是目前用于重金属形态分析最灵敏可靠的仪器,与HPLC联用后,具有高灵敏度和高选择性的特点。火焰光度法(FPD)灵敏度高,但缺乏专一性,与GC、DCP发射光度计联用后形成GCFPD/DCP系统,其专一性大为提高。3 结语 近年来研究表明,沉积物中的重金属总量不能充分反应重金属污染物对环境的危害。环境中重金属的迁移性、生物有效性及生物毒性与重金属污染物在沉积物中的存在形态有关,因此,沉积物中的重金属形态分析已成为沉积物研究不可缺少的部分。研究重金属形态分析的最主要方法是重金属形态分析提取方法,目前常用的有Tessier法、Forstner法和BCR法。通过运用连续分步提取方法对沉积物中的重金属污染物进行分级提取,研究不同形态重金属的生物有效性及对环境的影响,从而达到从根本上治理环境污染的目的。参考文献1 陈静生,周加义.中国水环境重金属研究.北京:中国环境科学出版社,1992.2 奚旦立,孙裕生,刘秀英.环境监测.北京:高等教育出版社,1995.3 KotA,NamiesikJ.Theroleofspeciationinanalyticalchemistry.TrendsinAnalysisChemistry,2000,19(2+3):694 余相灿.沉积物污染化学.北京:中国环境科学出版社,1992.5 QuevauvillerP.Requirementsforproductionanduseofcertifiedrefer2encematerialsforspeciationanalysis:AEuropeancommissionper2spective.SpectrochimicaActaPartB,1998,53:12616 UreAM.Singleextractionschemesforsoilanalysisandrelatedappli2cations.TheScienceoftheTotalEnvironment,1996,178:37 TessierA,CampbellPGC,BissonM,etal.Sequentialextractionpro2cedureforthespeciationofparticulatetracemetals.AnalyticalChem2istry,1979,51(7):8448 ForstnerU.Metalpollutioninaquaticenvironment.SecondEdition,1981.9 DavidsonCM,ThomasRP,McveySE,etal.Evaluationofase2quentialextractionprocedureforthespeciationofheavymetalsinsediments.AnalyticaChimicaActa,1994,291:27710 UseroJ,GameroM,MorilloJ,etal.Comparativestudyofthreese2quentialextractionproceduresformetalsinmarinesediments.Envi2ronmentInternational,1998,24(4):48711 王亚平,黄毅,王苏明,等.土壤和沉积物中元素的化学形态及其顺序提取法.地质通报,2005,24(8):72812 ArunachalamJ,EmonsH,KrasnodebskaB.Sequentialextractionstudiesonhomogenizedforestsoilsample.SequentialTotalEnviron2ment,1996,181:14713 梁淑轩,孙汉文.痕量元素形态分析技术及其应用研究进展.理化检验:化学分册,2003,39(7):434STUDYONSPECIATIONANALYSISMETHODOFHEAVYMETALINSEDIMENTSFengSuping1,JuLi1,ShenYong1,QiuNa1,LiXin1,ZhuPeiming2,WangWei3(1.SchoolofEnvironment,ShandongUniversity,Jinan 250100,China; 2.ShandongGeologicalScientificExperimentResearchInstitute,Jinan 250013,China; 3.ZaozhuangEnvionmentalMonitoringStation,Zaozhuang 277101,China) ABSTRACT Generalsituationofheavymetalstudyinginsedimentsandrecentadvancesofheavymetalseparationmethodsandspeciationanalysismethodswerebrieflyintroduced.Speciationanalysisextractmethods,suchasTessiermethod,ForstnermethodandBCRmethodwerealsodescribedandcompared.KEYWORDS sediment,heavymetal,speciationanalysis
沉积物中重金属的来源与迁移
沉积物中重金属的来源与迁移
沉积物是地球表面最常见的地质物质，它们承载着丰富的信息，不仅揭示了地球演化的历史，还记录了环境变迁与人类活动的痕迹。然而，随着人口的增加和工业的发展，沉积物中重金属的含量也逐渐升高，给生态环境和人类健康带来了巨大的威胁。因此，探究沉积物中重金属的来源与迁移成为了一个重要的研究课题。
沉积物中重金属的来源一方面可以是自然渠道，另一方面也可能是人类活动的结果。自然渠道的重金属来源主要包括岩石的风化和矿石的自然溶解。岩石的风化过程中，其内部的矿物会与大气、水和生物体接触，使得其中的重金属元素逐渐释放到环境中。此外，矿石中的重金属元素也会通过自然溶解作用溶解到水中，然后沉积在河道、湖泊和海洋底部，最终形成沉积物。这些自然渠道的重金属来源是地球自身因地质过程形成的，通常含量相对较低。
然而，随着工业的迅速发展，人类活动越来越成为沉积物中重金属的主要来源之一。工业生产和城市化进程中大量使用的化学品、燃料和农药等，都会含有重金属成分。这些物质在生产过程中或者被排放到大气中，或者通过排水系统进入河道和湖泊，最终沉积在沉积物中。特别是大气降尘和工业废气对地表沉积物的污染影响尤其明显。通过水循环和沉积作用，这些重金属逐渐迁移到不同的环境介质中，积累到一定程度就会对生态系统和人类健康造成严重危害。
沉积物中重金属的迁移过程可通过水和生物介导。水是重金属迁移中的重要载体，在水体和沉积物之间起着重要的媒介作用。重金属在水中的迁移受到溶解度、氧化还原条件、pH值等因素的影响。溶解度高的重金属元素更容易迁移，并且随着pH的变化而发生形态转化。此外，重金属在水中也可能与悬浮颗粒结合形成胶体态，通过沉降作用落入沉积体。而生物在沉积物中的作用主要表现在吸附和富集。微生物和植物通过吸附重金属离子到细胞表面或根系，将其富集在生物体内。这些生物进一步扮演着重金属迁移的角色，通过生物链的作用引发重金属在环境中的传递。 沉积物中重金属的来源与迁移是一个复杂的动态过程。自然渠道和人类活动共同作用下，重金属元素在沉积物中不断变化与迁移。了解重金属的来源和迁移路径有助于我们有效地管理和保护环境。一方面，可以通过减少工业污染和控制废气排放来降低重金属源的输入。另一方面，需要开展有效的沉积物监测和治理，及时发现并处理含有高重金属含量的沉积物，以阻止其进一步污染环境。同时，加强科学研究，提高人们对重金属迁移和影响的认识，为环境保护和健康风险评估提供科学依据。
泗河表层沉积物重金属形态分布特征及风险分析
ＮＯＮＦＥＲＲ０ＵＳ ＭＥＴＡＬＳ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ｄｏｉ：１０．３９６９ｄ．ｉｓｓｎ．２０９５—１７４４．２０１３．０５．０１ １ 泗河表层沉积物重金属形态 分布特征及风险分析 髓孔令昊杨丽原王龙凤王云倩朱静儒 济南大学资源与环境学院济南２５００２２ 摘要：采用改进的Ｔｅｓｓｉｅｒ连续提取法分析泗河干流及支流７个采样点表层沉积物中的汞、砷、镉、铅、 铬、镍、铜、锌和锰共９种重金属不同赋存形态含量，阐述不同重金属的形态分布特征，并运用污染因 子法ｆ 和风险评价指数法（Ｒａ０对重金属的环境风险进行定量评价。结果表明，泗河表层沉积物中 汞、镉和锰的平均含量均高于环境背景值，表现出明显的累积效应。沉积物中铬和镍以残渣态为主， 除残渣态外．镉、锰和铜可提取态比例较高，铁锰氧化物结合态铅比例较大，汞则以腐殖酸结合态为 主．而砷和锌的铁锰氧化物结合态及腐殖酸结合态均占有一定比例。重金属在沉积物中滞留时间由 长至短依次为：铬＞镍＞锌＞铅＞砷＞铜＞汞＞锰＞镉。镉、锰和汞在沉积物中滞留时间较短。各种 重金属ＲＡＣ值依次为：镉＞锰＞铜＞锌＞铅＞汞＞砷＞镍＞铬。镉和锰表现出高风险水平，铜为中 等风险水平，而汞、砷、铅、铬、镍和锌除了个别点位为中等风险外，大多为低风险水平。 关键词：风险评价；重金属；污染因子；表层沉积物；形态；泗河 中图分类号：Ｘ５２２ 文献标志码：Ａ 文章编号：２０９５—１７４４（２０１３）０５—００４５—０５ 重金属是一种持久性污染物，由于其在沉积物中极强 的蓄积和毒害作用，沉积物中的重金属被视为水环境污染 的重要指示物＿ｌ＿。重金属总量可以反映出水体沉积物的污 染状况，但并不能有效地反映出重金属的潜在环境风险 。 水体环境中重金属的毒性主要取决于其赋存形态 ，因此 对重金属赋存形态的研究可加深了解重金属的活性、迁 移转化规律。 泗河发源于沂蒙山区新泰市太平顶西麓，向西南流 入泗水县境后改向西行，至曲阜市和兖州县边境复折西 南，于济宁市东南鲁桥镇入南阳湖。干流长１５９ ｋｍ，流域 面积２ ３６１ ｋｍ ，多年平均流量为１２．２ ｍ３／ｓ。流域内煤炭资 源丰富，工矿企业排污严重，生态环境恶劣。以泗河表层 沉积物为研究对象，选择泗河干流上的６个断面及支流 上的１个断面，采用连续提取法对沉积物中９种重金属 进行形态分析，并运用污染因子法（Ｃ 和风险评价指数法 ０对重金属的环境风险进行定量评价，为泗河重金属 污染治理和生态环境改善提供参考信息。 １实验方法 １．１样品采集与制备 ２０１２年３月，在泗河干流采集了６件样品（Ｓ１～Ｓ６），在 济河入泗河河口采集了１个样品（Ｚ１），详见图１。表层沉积物 的采集通过无干扰重力采样器采集表层０～１０ ｃｍ的沉积物， 用聚乙烯密封袋密封保存，带回实验室自然风干，剔除石块、 贝壳、塑料等杂物，用研钵磨碎过１５０ ｉｘｍ筛，保存备用。 基金项目：国家自然科学基金资助项目（４０６７２０７６，４０７０２０５ ８１； 山东省自然科学基金（ＺＲ２０１２ＤＬ０９）；山东省东部 地区农业生态地球化学调查项目ｆ鲁国土资字 『２００６］７０９号） 收稿日期：２０１２—１１—１８ 作者简介：孔令昊（１９９０一），男，山东菏泽市人，硕士研究生，主 要从事环境地球化学等方面的研究 联系人：杨丽源（１９７０一），男，山东滕州市人，教授，博士，主 要从事环境地球化学等方面的研究。 有色金属工程２０１３年第３卷第５期
土壤和沉积物12种金属元素的测定
土壤和沉积物12种金属元素的测定
土壤和沉积物中的金属元素是环境科学研究中重要的内容之一。这些金属元素对环境和生态系统的健康和稳定性具有重要影响。本文将介绍土壤和沉积物中常见的12种金属元素的测定方法和其在环境中的意义。
一、土壤和沉积物中金属元素的测定方法
土壤和沉积物中金属元素的测定方法主要包括化学分析和仪器分析两种方法。
化学分析方法是最常用的金属元素测定方法之一。该方法通过一系列的化学反应将金属元素与其他成分分离，并通过重力、电位差或滴定等方法测定金属元素的含量。常用的化学分析方法包括酸溶法、碱溶法和氧化法等。
仪器分析方法是近年来发展起来的一种新型金属元素测定方法。该方法利用各种仪器设备（例如原子吸收光谱仪、电感耦合等离子体发射光谱仪等）对样品进行分析，能够快速、准确地测定金属元素的含量。
二、土壤和沉积物中常见的12种金属元素
1. 铁（Fe）：铁是土壤和沉积物中含量最丰富的金属元素之一，对植物生长和土壤肥力起着重要作用。
2. 铜（Cu）：铜在土壤和沉积物中的含量较少，但对土壤微生物和植物的生长有一定影响。
3. 锌（Zn）：锌是植物生长所必需的微量元素之一，但过量的锌会对土壤生态系统产生负面影响。
4. 镉（Cd）：镉是土壤和沉积物中的重金属元素之一，对环境和人体健康具有较高的毒性。
5. 铅（Pb）：铅是土壤和沉积物中的常见重金属元素，来源主要是工业废弃物和汽车尾气等。
6. 砷（As）：砷是土壤和沉积物中的有毒金属元素之一，主要来源是煤矿、冶炼和农药等。
7. 汞（Hg）：汞是土壤和沉积物中的有毒金属元素之一，主要来源是煤矿和工业废水等。
8. 铝（Al）：铝在土壤和沉积物中的含量较高，但过量的铝会对土壤和水体产生不良影响。
9. 镍（Ni）：镍是土壤和沉积物中的常见金属元素之一，对植物生长和土壤质量有一定影响。
10. 锰（Mn）：锰是土壤和沉积物中的微量元素之一，对植物的光合作用和呼吸过程有重要影响。
大气降尘中重金属形态分析及生态风险评价
第６３卷第２期 ２ ０ １ １年５月 有 色 金 属 Ｎｏｎｆｅ１－ＦＯＩｌＳ Ｍｅｔａｌｓ Ｖｏ１．６３，Ｎｏ．２ Ｍａｖ ２ ０ ｌ ｌ
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—０２１１．２０１１．０２．０７０
大气降尘中重金属形态分析及生态风险评价
胡恭任 ，戚红璐 ，于瑞莲 ，刘海婷
（１．华侨大学环境科学与工程系，福建泉州３６２０２１；
２．东华理工大学核资源与环境教育部重点实验室，南昌３３００１ ３）
摘 要：总结囡内外大气降尘重金属形态分析常用的两种方法——Ｔｅｓｓｊｅｒ五步连续提取法和ＢＣＲ连续提取法，用于土壤及 沉积物中重金属生态风险评价，总结出适用于大气降尘重金属生态风险评价的方法——Ｈａｋａｎｓｏｎ潜在生态风险指数法和人工模 拟酸雨淋溶法，提出了这些方法存在的问题和今后的发展方向。 关键词：环境Ⅲｌ 程；大气降尘；综述；生态风险评价；重金属；形态分析 中图分类号：Ｘ８２０．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—０２１１（２０１１）０２—０２８６—０６
大气降尘中的重金属污染物具有不可降解
性。 ，不同化学形态的金属元素具有不同的生物可
利用性，大气降尘除本身足有害物质外还是其他污
染物的运载体和反应床，重金属的长期存在可能对 环境构成极大的潜在威胁。以前的研究重点主要是
大气降尘中重金属的总量分析，对重金属污染物的
总量分析虽然可以从宏观上反映大气沉积物的污染
状况，但不能很好地揭示重金属的生物可给性、毒性
以及在环境中的活性、再迁移性，无法预测污染物的
迁移转化规律。
研究大气降 中重金属的形态分布及对其进行
生态风险评价，不仪具有重要的理沦价值，而且对防 治重金属污染，保障人体健康具有实际的指导意义。
总结国内外常用的重金属形态分析方法，重点介绍
运用最为广泛的Ｔｅｓｓｉｅｒ五步连续提取法和ＢＣＲ连
续提取法，形态分析在一定程度上反映自然与人为
作用对大气降尘中重金属来源的贡献，并反映重金
重金属形态分析方法
重金属形态分析方法
参照Tessier的分析方法，确定土壤重金属形态分析方法如下： 可交换态：称取样品1.00克于10ml离心管中，加入1mol/LMgCl2溶液8ml（ph=7），在18摄氏度恒温水浴振荡器中以200次/min的速度振荡1小时，然后在离心机上以4000r/min离心30min，将上清液和沉淀分离，上清液测重金属元素，沉淀留在原离心管中。
碳酸盐态：在原离心管中加入1.0mol/LNaAc8ml(用HAc调到ph=5)在20摄氏度恒温水浴振荡器中以200次/min的速度震荡1.5小时，然后改变振荡速度至100次/min振荡16小时，用上述同样方法离心分离，上清液测重金属元素，沉淀留在原离心管中。
铁锰氧化态：用0.04mol/LNH2・HAc(4.5mol/l)溶液20ml将离心管中的沉淀转入另一支25ml离心管中，在96摄氏度的恒温箱中保持3小时（期间每隔10min搅动一次），用上述同样方法离心分离，上清液测重金属元素，沉淀留在原离心管中。
有机态：在原25ml离心管中加入0.02mol/LHNO3 3ml，再加入30%H2O2 5ml（HNO3调到PH=2），在83摄氏度的恒温箱中保持1.5小时（期间每隔10min搅动一次），然后再加入30%H2O2 3ml，继续在83摄氏度的恒温箱中保持1.1小时（期间每隔10min搅动一次）；取出冷却到室温后加入3.2mol/LNH4Ac(3.2mol/LHNO3)5Ml,并将样品稀释到20ml，放入20摄氏度恒温水浴静置10小时，用上述同样方法离心分离，上清液测重金属元素，沉淀留在原离心管中。
残渣态：将在原25ml离心管中的沉淀转入另一支30ml的聚乙烯坩埚中，用HF、HCL、HNO3、HClO4混酸溶样。
用修 改 的 BCR连续提取I}51，共进行4步:① 用0.11 mol/L醋酸溶液提取，②
探讨土壤和沉积物中元素形态分析的方法——顺序提取程序
探讨土壤和沉积物中元素形态分析的方法——顺序提取程序
朱晓玲;周牧青;王俊伟
【摘 要】对元素形态分析的顺序提取技术进行了概述,对BCR/Tessier流程、GB/T 25282-2010与HJ/T 166-2004等顺序提取方法进行了比较,对土壤中和沉淀物中元素的形态研究中所涉及到的各个流程的应用进行了介绍,并对元素形态分析的未来发展趋势进行了探讨.
【期刊名称】《环境科学导刊》
【年(卷),期】2018(037)0z1
【总页数】3页(P139-141)
【关键词】元素形态;顺序提取;土壤和沉积物
【作 者】朱晓玲;周牧青;王俊伟
【作者单位】澳实分析检测 (上海)有限公司,上海 201206;澳实分析检测 (上海)有限公司,上海 201206;澳实分析检测 (上海)有限公司,上海 201206
【正文语种】中 文
【中图分类】X83
大量的科学研究表明，重金属元素的赋存形态决定了他们的毒性和迁移能力，总量在这方面所起的作用不大[1]。当前，国内关于土壤和沉积物中金属元素分析检测的主要方向是金属元素的有效态和金属元素的总量，没有充分认识到分析检测元素形态的重要性。因此，国家质检总局颁布的土壤和沉积物中微量元素形态的顺序提取程序(标准号GB/T 25282)具有重要意义。
1 顺序提取技术概述
目前在国际上应用最为广泛的一种元素形态分析方案就是欧共体标准局顺序提取方案(BCR Sequential Extraction Procedure)，这种方案在对土壤和沉积物中的元素形态进行分步顺序提取方面比较成熟，它的操作步骤总共分为三步：第一步为乙酸提取的酸提取态；第二步为盐酸羟胺溶液提取的可还原态；第三步为过氧化氢和乙酸铵提取的可氧化态，剩余为残渣态[1]。
许多国内标准以BCR法为基础进行编制，如国家质检总局颁布的标准GB/T
25282将元素形态按提取程序步骤分为五种形态——弱酸提取态、可还原态和可氧化态(源自BCR法)，以及残渣态和水溶态[1]。标准HJ/T 166 不仅增加了水溶态，还对弱酸提取态进行了进一步的细分，分为可交换态和碳酸盐结合态，对形态划分的命名也和其他标准不完全一样[2]。从表1中可以看出，几种方法关于形态划分基本一致，几种方法在各种形态提取时采用的浸提剂(试剂、体积、pH等)略有差异，提取条件(时间、温度等)也有不同。
土壤中重金属元素形态提取方法的比较——以火焰原子吸收光谱法测定铜及锰含量为例
土壤中重金属元素形态提取方法的比较——以火焰原子吸收光谱法测定铜及锰含量为例
杨江江;龙健;李娟;秦樊鑫;廖洪凯;刘峰
【摘 要】Virtues and defects of the direct method (sequential extraction
procedure proposed by Tessier and etc. ) and the indirect method for
speciation of heavy metals in soil were studied comparatively using the
data of Cu and Mn in soil found by FAAS as criterion. In both the 2
methods, species of heavy metals in exchangeable state, combined
carbonate state, combined oxides of iron and manganese state and
combined organic state were first separated by applying the sequential
extraction produre with 4 different extraction solvents. It was found that
due to high concentration of salt in the extraction solvents which led to
matrix interference in FAAS analysis and due to remarkable blank values
method was preferred to found in the reagents used, significant errors
土壤重金属形态分析的改进BCR方法
BCF连续提取法分析土壤中重金属的形态
1、 重金属形态
2、 重金属形态研究方法及发展历程
3、 本实验的目的
4、 实验原理
5、实验步骤
6、数据处理
1. 重金属形态
重金属形态是指重金属的价态、化合态、结合态、和结构态四
个方面，即某一重金属元素在环境中以某种离子或分子存在的 实际形式。
重金属进入土壤后，通过溶解、沉淀、凝聚、络合吸附等各种 作用，形成不同的化学形态，并表现出不同的活性。
元素活动性、迁移路径、生物有效性及毒性等主要取决于其形
态, 而不是总量。故形态分析是上述研究及污染防治等的关键
2、 重金属形态研究方法及发展历程
自 Chester 等(1967) 和 Tessier 等(1979) 的开创性研究以来 元素形态一直是地球和环境科学研究的一大热点。 在研究过程中 ,
建立了矿物相分析、 数理统计、物理分级和化学 物相分析等形态分析方法。丧1常用兀索腿廐秋究方袪-览丧
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城区河流沉积物污染评价方法研究进展
龙源期刊网
城区河流沉积物污染评价方法研究进展
作者：余铭明 李致春 孟祥嵩 成开锋
来源：《科技视界》2020年第16期 龙源期刊网
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摘 要
城区河流沉积物污染来源丰富，种类繁杂。对于不同的研究层面如有机物、重金属或综合性评价有不同的方法。本文概括了常见的参评指标和评价标准。对常见的评价方法的基本特征、适用条件和优缺点进行了对比。主要讨论了不同研究方法在城区河流沉积物污染评价方面的应用问题。
关键词
河流沉積物;污染评价;综合评价方法;环境质量标准
中图分类号： X824 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文献标识码： A
DOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2020.16.108
Abstract
The source of river sediment pollution in urban area is rich and various. There are different
methods for different research levels such as organic compounds，heavy metals or comprehensive
evaluation.This paper summarizes the common evaluation indexes and standards.The advantages and
disadvantages，applicable conditions and merits and drawbacks of common evaluation methods are
compared.This paper mainly discusses the application of different research methods in the source of
河套平原第四纪沉积物中砷的赋存形态分析
河套平原第四纪沉积物中砷的赋存形态分析
河套平原位于我国黄河下游上，是一个广阔的平原地带，同时也是中国境内砷污染比较严重的地区之一。砷作为一种有毒重金属，对人体和自然环境都有不良影响。因此对河套平原第四纪沉积物中砷的赋存形态进行分析，对于了解砷的污染来源和防治措施具有重要意义。
河套平原自更新世晚期开始形成，经历了多次冰期和间冰期的作用，形成了多种不同的沉积物。沉积物中的砷分布较为复杂，主要存在于固态相中。据研究表明，河套平原第四纪沉积物中砷主要以异质元素共存的方式存在。
砷在河套平原第四纪沉积物中的赋存形态可大致分为三种，分别是可被轻易释放的水溶态、可在微酸环境中转化为水溶态的铁锰氧化态以及较难被释放的固体态。其中，水溶态砷的含量较低，主要集中在地下水中；铁锰氧化态砷的含量在沉积物中占比较大，其形成与沉积物中的铁、锰、有机质等有关；固体态砷主要以矿物粒子中的含砷矿物为主，包括辉砂岩、砷硫矿、砒矿等。
研究发现，河套平原第四纪沉积物中的砷主要受到天然因素与人为因素共同影响。由于该区域地下水含砷丰富，因此人类活动例如采水、农业灌溉等也会导致地下水砷含量的升高。此外，作为重金属元素，矿山开发、工业污染等人为活动也可能导致河套平原砷的污染加剧。
因此，对于河套平原第四纪沉积物中砷的赋存形态进行分析有助于科学地制定环境保护措施，并利用化学分析等手段进行针对性的治理。通过控制砷的来源和减少其释放，保护好河套平原的生态环境。