几种土壤中重金属的萃取分析

几种土壤中重金属的萃取分析

重金属土壤积聚将不可避免地导致土壤性质的变化，并影响土壤养分的供应和肥力。重金属可以溶解在土壤溶液中，吸入体表面，在土壤中积聚，影响植物的吸收和积累。通过生物链的强化，它可以对环境和人类造成更严重的经济和健康破坏。因此，恢复和调节土壤中重金属污染也是一个困难和热点的研究课题。在现有的研究治理工程中,基本都只特定去除某种或者某两种重金属,但是实际土壤的污染情况往往更为复杂,需要同时去除多种污染物来做到土壤的修复.1游泳器油的初步选择EDTA是螯合剂典型的代表性物质.能够和碱金属、稀土元素以及过渡金属等形成稳定的水溶性络合物.1.2谷氨酸2-氨基-5-羧基戊酸,即α-氨基戊二酸,酸性氨基酸,分子内含2个羧基.1.3不溶性硫醇盐ag2-氨基-3-巯基丙酸.一种脂肪族的含巯基的极性α氨基酸,生物体内比较常见.与Ag+,Hg+,Cu2+等金属离子能够形成不溶性的硫醇盐,即R-S-M′,R-S-M″-S-R(M′,M″各为1价、2价金属).1.4在化肥中的应用CH4N2S,白色而有光泽的晶体,味苦,密度1.405,熔点(180-182)℃,更热时分解.溶于水,加热时能溶于乙醇,极微溶于乙醚,难挥发,没有难闻的气味,毒性很低.硫脲也作为化肥使用,可以做为氮肥为土壤以及作物提供N.1.5天然氨基酸和天然氨基酸的作用2-氨基乙酸,非手性分子,最简单的天然氨基酸.在分子中同时具有酸性和碱性官能团,通过水溶液酸碱性的调节可以使甘氨酸呈现不同的分子形态.1.6酸味道2-羟基-1,2,3-三羧基丙烷,又名枸橼酸.2材料和方法2.1土壤理化性状测定土样S采自湖南郴州,取样后的土壤平铺,自然风干,粉碎后过100目筛,混匀备用,保存待测.其基本理化性状见列表1.pH值用电位法测定,水土比为1:2.5;阳离子交换量(CEC)用乙酸铵法测定;土壤中各重金属全量:王水-高氯酸消煮,原子吸收分光光度法测定.2.2试剂、机器和设备2.2.1主要用于测试试剂硫脲、甘氨酸、EDTA、谷氨酸、半胱氨酸、柠檬酸、氢氧化钾、硼氢化钾、NaF、Na2CO32.2.2土样中重金属含量检测方法pH计(PHS-3C,上海雷磁仪器);电子天平(FA2004A,上海民桥);磁力搅拌器(79-1型,江苏正基);往复式震荡器(隆平高科);鼓风干燥箱(101型,北京科伟永兴);双道原子荧光光谱仪(AFS-920,北京吉天);离子色谱(ICS90,美国戴安);原子吸收分光光谱仪(TAS-990,北京普天)每一种萃取剂,谷氨酸、半胱氨酸、硫脲、甘氨酸、柠檬酸和EDTA,取浓度0、2.5、5、10、20、50mmol/L为一组萃取剂浓度梯度,实验中取10g土样于带盖塑料瓶中,分别加入50mL上述萃取溶液,混匀后往复式震荡器360°旋转震荡3h萃取土样,3500r/min离心8min后过滤纸过滤,取上清液进行检测.每个不同浓度的萃取剂做两组平行实验.萃取液中各重金属含量使用原子吸收分光光度法(标准曲线法)测定;萃取液中As含量使用双道原子荧光分光光度法(标准曲线法)测定;萃取液中F离子含量使用离子色谱法测定,标准曲线的配制是从储备液逐级稀释.3结果与分析3.1不同浓度edta的萃取效果表2是土样重金属(Pb、Zn、Cu、Cd、Mn、Cr)的萃取效果.由于在萃取液浓度升高的同时,萃取效果更好,所以表中所取的均是50mmol/L萃取液浓度下的萃取浓度.从表2可以看出,重金属(Pb、Zn、Cu、Cd、Mn以及Cr)的萃取效果基本上均是EDTA或者柠檬酸的萃取效果最佳.在土样S中,半胱氨酸对Pb的萃取效果以及硫脲对Cr的萃取效果较好,50mmol/L的半胱氨酸萃取效果可达EDTA萃取效果的63%.其他萃取液对土壤的萃取效果在实验的浓度范围内并不出色.Zn是柠檬酸的萃取效果最佳.土样S中,EDTA的萃取效果在浓度低的萃取液中效果很好,2.5mmol/L的EDTA可达柠檬酸20mmol/L时的萃取效果,50mmol/L柠檬酸萃取效果的58%,但是随着萃取液浓度的升高,EDTA的萃取效果没有明显升高;半胱氨酸在高浓度萃取液中的萃取效果显著提高,50mmol/L的半胱氨酸萃取效果也可达柠檬酸萃取效果的54%.BaronaA等的实验结果也可表明,EDTA本身对Zn萃取能力较弱.Cu是EDTA的萃取效果最佳,在土样S中,甘氨酸和谷氨酸的萃取效果在高浓度萃取液中明显提高,50mmol/L的甘氨酸和谷氨酸萃取效果分别可达EDTA萃取效果的58%和36%.和土样的pH有关,土壤pH的增加导致表面负电荷的增加,从而增加了重金属阳离子的吸附.Cd本实验是EDTA的萃取效果最佳.在土样S中,EDTA的萃取效果在实验浓度范围内远远优于其他萃取剂.Karlsson等利用XAFS研究发现,Cd在土壤中可与有机质中的羧基(RCOOH)及巯基(RSH)形成稳定的络合物.本实验中,除硫脲之外的萃取剂均能提供羧基,因此可以看到,硫脲的萃取效果最差.Mn柠檬酸的萃取效果最佳,在土样S中,柠檬酸的萃取效果在实验浓度范围内远远优于其他萃取剂.在刘丽丽等的实验中,0.1moL/L的EDTA对Mn的萃取效果要优于0.1moL/L的柠檬酸.Cr均是EDTA的萃取效果最佳.土样S中,硫脲的萃取效果可达EDTA效果的50%.其他萃取液对土壤的萃取效果在实验的浓度范围内并不出色.Miller等的实验证实,相对于Pb和Cd,Cr很难被萃取试剂萃取出来.Cr的难萃出性可能是由于这种金属主要是以难溶的三价氧化态形式存在.3.2edta的萃取效果表3是土样As的萃取效果.从表中可以看出,土样S中谷氨酸的萃取效果最佳,各萃取剂的萃取效果均随着萃取液浓度的升高而增加.50mmol/L的EDTA萃取效果为谷氨酸的55%.关于化学萃取修复As污染土壤的研究不多,普遍认为EDTA不能有效地提取As,因为在土壤中As是以阴离子形式存在的,不能同络合剂形成稳定的化合物.然而低pH有利于EDTA萃取土壤.3.3液浓度对萃取效果的影响表4是土样氟离子的萃取效果.从表中可看出,各萃取剂的萃取效果均随着萃取液浓度的升高而增加.其中,半胱氨酸的萃取效果最佳,在高浓度范围内萃取效果远远优于其他萃取剂.半胱氨酸除了COOH-和NH2-之外,还有个HS-基团是另外几个萃取剂没有的,半胱氨酸对氟离子的萃取能力应该与之有关.4在萃取环境质量和模拟氟离子时,a与b、c、n-的相互作用(1)各萃取剂对土壤中的各重金属污染及砷、氟都有一定的萃取效果.(2)在测量的几种金属离子含量中看,EDTA仍然是非常高效的萃取剂,因为EDTA有4个给出电子对的氧原子和2个给出电子对的氮原子,在相当宽的pH值范围内都可以和大多数金属形成稳定的络合物.(3)在对As的萃取中,谷氨酸萃取效果最佳.(4)在