Determination of Water-Soluble and Acid-Soluble Zinc in Soils by Flame Atomic Absorption Spectrometry after Cloud Point Extraction

A cloud point extraction (CPE) procedure has been developed for the determination of water-soluble and acid-soluble zinc (Zn) in soils by flame atomic absorption spectrometry. Deionized water and 0.1 mol L^–1 hydrochloric acid (HCl) were selected as extracting agents. In the proposed approach, 2-(5-bromo-2-pyridylazo)-5-diethylam-inophenol (5-Br-PADAP) was used as a chelating agent, and polyethylene glycol octyl phenyl ether (OP) was selected as the surfactant. Some factors including the pH of analytical solution, concentrations of the chelating agent and surfactant, equilibration temperature and time, and salt effect, which would affect the extraction efficiency and subsequent determination of Zn, were studied and optimized. Under the optimized conditions, the calibration graph was linear in the range of 5.0?×?10^–3 to 0.5 μg mL^–1, and preconcentration of 20 mL sample solution gave an enhancement factor of 25. The detection limit was 4.93?×?10^–3 μg mL^–1. Recoveries in the range of 95.0–110% were obtained. Some metal ions including iron (Fe²⁺), cobalt (Co²⁺), and manganese (Mn²⁺) would interfere with the determination of Zn. The interference from these ions can be eliminated using thiourea (0.5% w/v) and triethanolamine (0.5% w/v) as masking agents. The proposed method was applied to the determination of water-soluble and acid-soluble Zn in soils, which were collected from the suburbs of Zhengzhou, and satisfactory results were obtained. To have more understanding of the soils, we determined the total content of Zn in soils. The results showed that the water-soluble and acid-soluble Zn contents in different soils are not correlated with the total content. For example, the total content of Zn for the soil from a farm in north loop was very low, but the percentage of water-soluble Zn was very high.     

原子吸收测定土壤镍的测量不确定度评定研究

本文评定了火焰原子吸收测定土壤中镍含量的测量不确定度。以标准土壤样品(GSW 17401)为测试对象,通过应用火焰原子吸收法测定土壤镍含量,对其测量不确定度的来源、计算和结果表示等问题进行探讨。样品消解前处理产生的不确定度最大,标准曲线拟合测定溶液产生的不确定度其次。在测定中前处理和标准曲线拟合测定溶液应给予足够重视,以减小测量不确定度。     

菜地土壤铅、镉有效态与生物有效性研究

通过野外采样、室内测试分析,探讨重庆市北碚区菜地土壤铅、镉的有效态含量及生物有效性。结果表明：研究区菜地土壤铅、镉有效态平均含量为3.114,0.051mg/kg,生物有效性系数分别为7.7%,25.1%;小白菜可食部分铅、镉平均含量分别为0.123,0.021mg/kg,富集系数分别为0.4%,9.8%;从富集系数和生物有效性系数看,研究区菜地土壤镉的潜在生态风险要大于铅的。研究区菜地土壤理化性质中pH对有效态镉有显著影响;砂粒、粘粒和有机质对有效态铅含量有显著影响;铅、镉有效态与全量变化一致,全量是有效态含量的主要影响因素;土壤类型对铅、镉有效态含量有影响;在人类活动中交通对有效态铅含量有影响,肥料的施用对有效态镉含量有影响。菜地土壤中铅、镉有效态含量与小白菜可食部分铅、镉的含量相关性优于全量的,用土壤中铅、镉的有效态表征铅、镉的生态风险更准确。     

石墨炉原子吸收光谱法测定土壤铝的条件优化

酸性土壤中的活性Al是影响作物生长发育的主要因子之一,土壤Al的测定一直是人们关注的问题。石墨炉原子吸收光谱法测土壤Al所需的样品量少、灵敏度高、离子干扰小,目前在国内外应用较为广泛。由于其测试条件多是应用单因素轮换法来确定,存在实验量大且未考虑交互作用的影响等缺点。采用双因素重复实验及正交实验可显著降低确定最佳测试条件的工作量,且实验条件代表性强,对于准确快捷测定土壤Al具有重要意义。通过双因素（波长和灯电流）重复试验对石墨炉原子吸收光谱仪测定土壤Al的波长和灯电流进行了优化选择,确定最佳波长为309.3nm,最佳灯电流为14mA;应用L2（556）正交试验法对控温程序及基体改进剂、基体酸度条件进行了优化,得出最佳的灰化温度为1400℃、灰化时间为10s,原子化温度为2300℃、原子化时间为5s,最佳基体改进剂为0.1%NH4H2PO4、最佳基体酸度为0.2%硝酸。优化后的方法检出限为1.14μg.L-1,加标回收率达到93.6%~104.1%,相对偏差均小于8%。     

超声波溶样、APDC-MIBK萃取石墨炉原子吸收法测定土壤中有效钼的研究

研究石墨炉原子吸收法测定土壤中有效钼,采用超声波溶样,APDC-M IBK萃取,抗坏血酸作基体改进剂.实际样品加标回收率为95%~105%,相对标准偏差为:1.35%.与其他方法比较具有快速、准确、灵敏、干扰小、操作简单、重现性好等特点,结果令人满意,值得推广。     

Preparation of Modified Magnetic Cobalt Nanoparticles as a New Magnetic Sorbent for the Preconcentration and Determination of Trace Amounts of Lead Ions in Environmental Water and Soil (Air-Dust) Samples

In this study, cobalt magnetic nanoparticles (MNPs) were synthesized and then modified by sodium dodecyl sulfate (SDS) and 2-(5-bromo-2-pyridylazo)-5-diethyl aminophenol ligand (5-Br-PADAP), through a chemical precipitation method. Characterization of the prepared MNP adsorbents was performed by Fourier transform infrared and transmission electron microscopy. Cobalt nanoparticles (NPs) surface modified with SDS and 5-Br-PADAP was evaluated as a nanoparticulate solid-phase extraction (SPE) absorbent for lead ions Pb(II) from water and standard samples, prior to its flame atomic absorption spectrometry determination. Effects of pH, amount of sorbent, desorption solvent, adsorption time, desorption time, and interfering ion concentration on extraction efficiency were investigated. Under optimal conditions, the calibration curve was linear in the range of 1.0–500 ng mL^?1of Pb(II) with R² = 0.998. Detection limit was 1.6 ng mL^?1 in the original solution (3S_b/m), and the relative standard deviation for replicate determination of 0.5 μg mL^?1 Pb(II) was ±2.7%.     

原子吸收次灵敏线法直接测定土壤中Fe、Mn

用原子吸收次灵敏线法塞曼效应扣除背景测定土壤中Fe、Mn,实验结果表明:此方法有较好的准确度,精密度,操作简单,适合一般土壤中Fe、Mn的测定。     

乳化剂OP增敏——火焰原子吸收光谱法连续测定土壤中有效铜、锌

研究了用非离子表面活性剂乳化剂OP为增敏剂,火焰原子吸收光谱法测定土壤有效铜、锌的方法。试验结果表明,加入乳化剂OP可使铜吸光度增加70%,锌吸光度增加25%,提高了分析的灵敏度。方法操作简便、快速,相对标准偏差小于8.12%,加标回收率为95.2%~102.5%。     

镁、锰、活性炭和石灰对土壤pH及镉有效性的影响

采用土壤培养方法研究单独添加不同量的硫酸镁、硫酸锰、活性炭和石灰性物质及其配合施用对土壤pH和镉有效性的影响。结果表明:镁、锰、活性炭和石灰性物质对土壤pH和Cd有效性的影响存在显著差异。添加石灰能显著提高土壤pH,pH增加幅度与石灰用量呈正相关;而添加镁、锰和活性炭都能降低或显著降低土壤pH,降低程度与用量呈负相关。这几种物质,无论单独施用还是配合施用都能降低或显著降低土壤有效镉的浓度,单独施用的效果总体上为石灰>硫酸锰>硫酸镁>活性炭,而配合施用的效果则为石灰+硫酸锰+硫酸镁>硫酸锰+硫酸镁>石灰+硫酸锰>石灰+硫酸锰+硫酸镁>石灰+活性炭。氢氧化镁对降低土壤Cd有效性的效果优于等量氢氧化钙(石灰)。     

叶绿醇对铅污染土壤酶活性及土壤铅有效态影响

采用土培盆栽试验,研究了在铅污染土壤中添加叶绿醇对土壤酶活性和土壤铅离子有效态的影响,探讨了不同处理时间下叶绿醇对铅污染土壤的缓解作用。结果表明:短时间内在土壤中添加叶绿醇对土壤过氧化氢酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性具有促进作用,对土壤脲酶活性具有抑制作用,且每种酶对叶绿醇的敏感程度不同,其中碱性磷酸酶最为敏感;随着处理时间延长土壤中过氧化氢酶活性、脲酶活性和铅离子有效态降低,蔗糖酶活性和碱性磷酸酶活性显著升高;土壤重金属铅浓度为600 mg/kg时,叶绿醇浓度为50 mg/kg蔗糖酶活性最强,比空白对照组高出122.28%;当土壤中叶绿醇浓度为250 mg/kg时,土壤碱性磷酸酶活性最高,是空白对照组的251.61%。总之,在铅污染的土壤中添加叶绿醇后能改变土壤酶活性,降低土壤中铅的有效态,并且随着培养时间的延长,叶绿醇对铅污染土壤的修复效果逐渐降低。     

外源铅胁迫对不同土壤上水稻生长及铅形态的影响

采用温室水稻盆栽试验研究2种土壤上水稻铅的生物有效性及土壤铅形态的变化。结果表明:铅对2种土壤水稻干物重和籽粒重量的影响表现为,随铅处理浓度升高,水稻干物重和籽粒重量明显下降。黄红壤上种植的水稻干物重和籽粒重量高于青紫泥。不同铅处理下水稻各器官铅含量表现为根>茎>叶>壳>籽粒。2种土壤上NH4OAc提取的有效态铅含量与外源铅的量呈显著正相关。随外源土壤铅含量增加土壤pH显著下降。随土壤铅含量增加土壤铅的生物有效性增强,水稻对铅的吸收明显增加,水稻可食部的铅含量升高。采用连续提取法分析了土壤铅的形态,结果表明,青紫泥铁锰氧化态和有机态的铅含量高于黄红壤,水溶态、交换态和碳酸盐态含量低于黄红壤。铅在黄红壤上的移动性较青紫泥高。     

Separation of Ag(I) Ions from Lepidium draba L. Plant and Water and Standard Samples by Carrier Element-Free Coprecipitation Method Prior to their Flame Atomic Absorption Spectrometric Determination

In this work, silver iodide (Ag(I)) ions were separated via the carrier element-free coprecipitation (CEFC) method using an organic coprecipitating agent, 1,6-diamino-4-(4-chlornphenyl)-2-oxo-1,2-dihydropyridine-3,5-dicarbonitrile [DCODD] prior to its determination by ?ame atomic absorption spectrometry (FAAS). Analytical parameters including pH of aqueous solution, amount of DCODD, standing time, centrifugation rate and time, and sample volume were studied and optimized. Under the best experimental conditions, it was found that extraction can be performed from the sample volume of 500.0 for silver ion (preconcentration factor of 100.0). Linearity was maintained between 0.006 and 1.50 µg.mL^?1 for silver. Detection limit for silver based on 3Sb was 1.60 ng.mL^?1. The relative standard deviation of eight replicate measurements of 0.20 µg.mL^?1of silver was 2.10%. Finally, the developed method was successfully applied to extraction and determination of the silver ions in the Lepidium draba L plant, water and standard samples and satisfactory results were obtained.     

硝酸一次消解同时测定土壤中Cd、As、Hg的方法研究

硝酸在水浴中一次性消解土壤样品,用石墨炉原子吸收测定镉、原子荧光光谱法同时测定砷和汞。其检出限镉为0.053 ng m l-1、砷为0.011 ng m l-1、汞为0.008 ng m l-1,线性范围镉为0~4 ng m l-1、砷为0~40ng m l-1、汞为0~2 ngm l-1。回收率在93.0~104.0%。本方法简便了消煮过程,一次消解能同时测定土壤中的多种重金属。     

不同马铃薯品种对Cd、Pb吸收累积的差异

采用田间试验法,以中南地区主要种植的11个马铃薯品种为研究对象,测定马铃薯植株各部位重金属Cd、Pb含量,探讨不同品种的马铃薯对Cd、Pb的吸收累积差异,为马铃薯的安全种植提供实践参考。结果表明:Cd—Pb复合污染下,马铃薯块茎鲜重、茎叶鲜重以及根、茎叶、块茎中Cd、Pb含量在品种间均表现出显著差异。11个马铃薯品种块茎Cd含量范围为0.39～0.67 mg/kg,超标率100%,块茎Pb含量为0.16～0.43 mg/kg,超标率81.8%。马铃薯各部位Cd、Pb含量均呈现根茎叶块茎的分布特点;马铃薯对Cd的富集系数为2.35～5.56,对Pb富集系数为0.11～0.22,马铃薯富集转运Cd的能力大于Pb。尽管复合重金属靶标危险系数(TTHQ)法评价显示,金湘等5种马铃薯的TTHQ值1,对人体健康风险较小,但结合块茎Cd、Pb含量,建议污染区种植的马铃薯作为工业原料使用更安全。     

土壤耕作方式对双季稻产量构成与穗镉积累的影响

为比较研究不同土壤耕作方式(翻耕、旋耕、免耕)对南方双季稻区水稻产量构成与稻穗镉积累分配特性的影响,探讨镉污染稻田双季稻最优土壤耕作方式,2015—2017年,以陵两优211与威优46为早、晚稻供试品种,在湖南省湘潭县易俗河镇中度镉污染稻田(全镉含量0.86 mg/kg)开展定位试验,比较研究了双季免耕、双季翻耕、双季旋耕、早旋晚免、早翻晚免5种土壤耕作方式下土壤有效镉含量、双季稻的产量构成与穗镉积累分配情况。结果表明:(1)双季稻产量以双季翻耕处理最高,早翻晚免处理次之,双季旋耕与早旋晚免处理再次之,双季免耕处理最低;翻耕处理产量最高的原因在于其有效穗数与每穗粒数较高。(2)齐穗期至成熟期,穗镉含量一般呈增长趋势;第1年早晚稻齐穗期穗镉含量以免耕处理最高,但免耕能明显降低水稻齐穗至成熟期穗镉含量的增长速率;早晚稻成熟期穗镉含量一般以翻耕处理较高,免耕与旋耕处理较低,免耕与旋耕处理有差异但在不同年份与季别间表现不尽相同。(3)成熟期稻穗各部位镉含量趋势表现为枝梗谷壳糙米;第1年糙米镉含量以免耕处理较高,但第2,3年呈现免耕处理低于翻耕与旋耕处理的趋势。(4)第1年早、晚稻穗镉累积量均以旋耕处理较低,但第2,3年均以免耕处理较低。(5)较其他处理而言,双季免耕明显提高了土壤有效镉含量,双季旋耕则降低了土壤有效镉含量。3年定位试验表明,土壤耕作方式对镉污染稻田土壤有效镉含量、双季稻产量构成与稻穗镉积累分配有明显影响,从保证双季稻产量、降低稻米镉含量与轻简省工的角度出发,早翻晚免是中度镉污染双季稻田的最优土壤耕作方式。     

镉和铅在2种典型土壤中的吸附及其与温度的关系

采用批平衡法研究我国2种典型土壤对镉和铅的吸附特性及其与温度的关系,运用热力学参数△G°、△H°和△S°解释土壤镉和铅的吸附机理,并对镉和铅在复合共存情况下的吸附特性进行讨论.结果表明,镉和铅在土壤中的吸附过程表现出明显的非线性,镉和铅的吸附分别符合Freundlich模型和Lang-muir模型.壤土对镉和铅的最大吸附量和最大缓冲容量均大于红壤的.镉和铅复合共存时,2种重金属的吸附均受到抑制;温度升高时,镉和铅对彼此的抑制作用有所减弱.吉布斯自由能变△G°为负值表明镉和铅吸附反应为自发反应;△H°为正值衰明土壤对镉和铅的吸附为吸热反应.单一存在时,镉在填土和红壤中的主要作用力分别为氢键和范德华力;而铅在壤土和红壤中的主要作用力均为范德华力.复合共存时,镉和铅的主要作用力发生改变.     

北碚区菜地规划区内不同土地利用方式下土壤铅、镉研究

通过野外采样、室内测试及数理统计,对北碚区菜地规划区内前期不同土地利用方式下土壤的铅、镉进行研究.结果表明:(1)通过描述统计与方差分析得出不同土地利用方下铅和镉全量、有效态含量、生物有效性系数有不同程度的差异,土地利用方式对其有不同程度的影响.(2)在研究区内,车辆废气排放、肥料施用的差异是影响全量差异的可能因素,土壤pH值的差异、有效磷含量差异、铅与镉全量的差异是影响有效态含量差异的可能因素.全量的差异是影响生物有效性系数差异的主要因素.(3)以重庆市土壤铅、镉背景值为标准,通过地质累积指数法计算得出,菜地规划区内土壤铅、镉受轻度污染,其中混作地与水田土壤铅污染程度较菜地的明显,菜地土壤镉污染程度较水田和混作地的明显.     

有机质对红壤和黑土中外源铅镉稳定化过程的影响

采用室内培养方法研究了中国典型红壤和黑土中外源铅（Pb）、镉（Cd）在单一和复合污染下的稳定化过程,探讨了土壤有机质含量对Pb、Cd稳定化过程的影响。结果表明,加入500mg·kg-1Pb、1.0mg·kg-1Cd或1.0mg·kg-1Cd＋500mg·kg-1Pb条件下,各种土壤有效态Pb、Cd含量在培养前期迅速下降,随后变化减缓,培养30d后基本达到平衡。利用二级动力学方程对Pb、Cd稳定化过程进行拟合,在红壤和黑土上,有机质含量高的土样有效态Cd的平衡浓度比有机质含量低的土样中降低12.7%～37.3%;有效态Pb的平衡浓度比有机质含量低的土样中降低78.3%～96.2%,相关分析表明,土壤有机质含量的增加显著抑制了外源Pb、Cd的有效性（P〈0.05）。在铅镉复合污染中,Pb的存在提高了土壤中Cd的有效性,而Cd对Pb的影响较小。与黑土相比,红壤上外源Pb、Cd稳定化速率较小,达到平衡所需的时间较长,且有效态Pb、Cd的平衡浓度较高。因此,在农业生产实践中,通过提高红壤和黑土上有机质的含量能够显著降低外源重金属Pb、Cd的有效性,减少环境污染风险。     

微生物对土壤Cd Pb和Zn生物有效性的影响研究

采用土壤盆栽模拟试验方法,研究了接种不同微生物对重金属富集植物——印度芥菜修复土壤中Cd、Pb、Zn的作用效果。结果表明,接入菌株JA27、JC55、JC40不仅显著促进植物的生长,提高印度芥菜的生物量,降低了土壤pH,并且对土壤Cd、Pb、Zn产生活化作用,使土壤Cd、Pb、Zn有效态含量显著增加,增强印度芥菜对土壤Cd、Pb、Zn吸收量,显著提高了富集植物的修复效果。以上3个处理使印度芥菜地上部Cd、Pb、Zn吸收量分别提高了117%～137%、37%～62%、9%～15.1%。接种JB37对土壤Cd、Pb、Zn产生钝化作用,并且抑制印度芥菜对土壤Cd、Pb、Zn的吸收。JB37处理印度芥菜地上部Pb、Zn吸收量分别降低了72.5%、27%,对Cd吸收量无显著影响。     

重金属铅镉对玉米生长及土壤微生物的影响

采用温室盆栽土培方法,研究了土壤中不同浓度重金属铅（Pb,0-800 mg.kg^-1）、镉（Cd,0-50 mg.kg^-1）单一及其复合处理对玉米（Zea mays L.）生长及土壤微生物（细菌、放线菌、真菌）数量的影响。结果表明,在重金属Pb、Cd单一及其复合处理下,玉米的株高、干重均低于对照,重金属Pb、Cd处理对玉米的生长存在负面影响。重金属Pb、Cd单一处理抑制细菌、真菌的生长,中低浓度Pb（≤300 mg.kg^-1）、Cd（≤10 mg.kg^-1）单一处理促进放线菌数量的增加,高浓度（Pb≥800 mg.kg^-1、Cd≥50 mg.kg^-1）则呈现抑制效应;Pb、Cd复合在高中低浓度下都抑制土壤微生物生长,减少微生物数量。玉米株高同土壤微生物之间相关性不显著;玉米干重同土壤细菌、真菌显著相关,同土壤放线菌之间相关性不显著。