壤重金属形态分析的改进bcr方法

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1、BCR连续提取法分析土壤中重金属的形态n1、重金属形态n2、重金属形态研究方法及发展历程n3、本实验的目的n4、实验原理n5、实验步骤n6、数据处理1.重金属形态n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。n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。n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n自Chester等

2、(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。n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。n由于自然体系的复杂性,目前对元素形态进行精确研究是很困难,甚至是不可能的。n在诸多方法中,化学物相分析中的连续提取(或逐级提取）(Sequentialextraction)技术具操作简便、适用性强、蕴涵信息丰富等优点，得到了广泛应用。逐级提取(SEE)技术的发展历程n60～70年代（酝酿期）n以Chester和Hughes(1967)为代表的一些海洋化学家

3、尝试用一种或几种化学试剂溶蚀海洋沉积物,将其分成可溶态和残留态两部分,进而达到研究微量元素存在形态的目的。n70年代末（形成期）n在前人研究的基础上,Tessieretal.(1979)用不同溶蚀能力的化学试剂,对海洋沉积物进行连续溶蚀和分离操作,将其分成若干个“操作上”定义的地球化学相,建立了Tessier流程。n80年代(发展期)n不同学者在对Tessier流程改进的基础上,先后提出了20多种逐级提取流程。其中,影响较大的逐级提取流程有Salomons流程(1984)、Forstner流程(1985)、Rauretetal流程(1989

4、)等。n90年代(成熟期)n为获得通用的标准流程及其参照物,由BCR等主办的以“沉积物和土壤中的逐级提取”(1992)、“环境风险性评价中淋滤/提取测试的协和化”(1994)和“敏感生态系统保护中的环境分析化学”(1998)等为主题的欧洲系列研讨会先后召开,并分别出版了研究专刊。nUreetal.(1993)在Forstner(1985)等流程的基础上,提出了Ure流程,后经Quevauvilleretal.(1997,1998)修改,成为BCR标准流程,并产生了相应的参照物(CRM601)。nBCR为欧洲共同体参考物机构(European

5、CommunityBureauofReference)的简称,是现在欧盟标准测量和测试机构(StandardsMeasurementsandTestingProgramme,缩写为SM&T)的前身。nRauretetal.(1999)等对该流程作了改进,形成了改进的BCR流程,成为欧洲新标准,并产生了相应的参照物(CRM701)。同时,Halletal.(1996,1999)在Chao(1984)和Kerstenetal.(1989)研究的基础上,提出了GSC标准流程。nGSC为加拿大地质调查局(TheGeologicalSurveyofC

6、anada)的简称n2000年以后（完善期）n　　在《TrendsinAnalyticalChemistry》(2000年)上总结了90年代元素形态分析结果,系统探讨了元素形态分析在分析化学中的作用、分析方法可靠性等一些关键问题,并倡导了欧洲微量元素形态主题网———“形态21”工程。之后,一些研究者还探讨了土壤样品采集和预处理方法的标准化和参照物制备等问题4、实验原理n土壤重金属的形态分析是指用各种提取剂对土壤重金属的各个形态进行连续提取，进而采用一定的方法测量其各形态含量。n连续提取通常依次采用中性、弱酸性、中酸性、强酸性提取剂对土壤重金

7、属进行提取，同时随着提取步骤的深入，提取条件也不断加强。n顺序提取模拟各种可能的自然的及人为的环境条件变化，合理使用一系列选择性试剂，按照由弱到强的原则，连续溶解不同吸收痕量元素的矿物相。把原来单一分析元素全量的评价指标变成为元素各形态的分析量，从而提高了评价质量。土壤重金属形态分析方法中共有的或是比较重要的形态的定义如下：n可交换态重金属：是指吸附在土、腐殖质及其他成分上的金属，对环境变化敏感，易于迁移转化，能被植物吸收。反映了人类近期排污影响即对生物毒性作用。碳酸盐结合态重金属：指土壤中的重金属元素在碳酸盐矿物上形成的共沉淀结合态，对环

8、境条件特别是pH值最敏感：当pH下降时，易重新释放出来而进入环境；当pH升高时，有利于碳酸盐的形成。n铁锰氧化物结合态重金属：一般是以矿物的外囊物和细分散颗粒存在，活性的铁锰氧化