桂林沉积物酸可挥发硫和同步提取金属的分析.pdf

桂林沉积物酸可挥发硫和同步提取金属的分析 ＊ 李振平 郁保宁 防化研究院, 北京 102205 解庆林 桂林工学院, 桂林 541004 熊传信 桂林矿产地质研究院, 桂林 541004 李红燕 天津津亚电子有限公司, 天津 300457 摘要 测定了桂林地区水系沉积物中酸可挥发硫 AVS 与同步提取的重金属 SEM, 研究了桂林地区水系沉积物中酸 可挥发硫随深度的变化特征, 并用[ SEM] [ AVS] 方法对桂林地区水系沉积物中重金属的生物毒性进行了初步预测。 关键词 酸可挥发硫 同步提取金属 沉积物 生物毒性 ＊课题来源 国家 863 课题“桂林市水环境质量改善与综合示范项目 编号 2003AA601060 ” 。 1 引言 人们已经知道, 重金属可形成不溶于水的硫化 物,但对酸可挥发硫能与重金属形成硫化物的认识还 不太清楚。酸可挥发硫 Acid Volatile Sulfide,AVS 是 指沉积物在冷盐酸介质中以 H2S 形式挥发释放出来 的硫 ; 与酸作用的同时从沉积物释放进入水相的重金 属被 称为 同 步 提 取 金 属 Simultaneously Extracted Metals,SEM [ 1,2] 。 1990年,Di Toro 首次报道了水体沉积物中 AVS 对Cd 的生物有效性的强烈影响 [ 3] 。之后沉积物中的 AVS 已经成为研究水环境重金属质量评价的热点。 在第 23届国际环境分析化学年会上,AVS 及其对水 质的影响受到了特别强调 [ 4] 。1996年 ,Environ. Toxic. 漓江采集 10 个表层样, 1 个柱状 样; 青狮潭水库采集 5 个表层样 。柱状样分层以研究 AVS 随深度的变化情况。沉积物在有机玻璃板的搅 拌压迫下过 0. 5 mm 尼龙筛 ,小于该粒径的沉积物再 经电动搅拌均一化 ,装入冲氩气聚乙烯袋中 ,迅速运 往实验室, 于 4℃ 冷藏。 各采样点的分布见图 1～ 3。 2. 2 AVS 分析 采用氩载气冷法酸可挥发硫分析技术测定沉积 物中的AVS ,实验装置如图 4。 2. 2. 1 条件实验 反应 Ar 流 速 的 选 择 反 应 瓶 中 加 入 5. 0 μ g S 2- mL的Na2S 5 mL ,加 6 mol L 盐酸 10 mL ,反 应时间为 30 min。Ar 流速由 20～ 100 mL min, 测不同 流速下S 2-回收率。实验结果见图 5。 由图可见 ,Ar 流速为 40 mL min 时 S 2-回收率最 73 环 境 工 程 2005年 2 月第23 卷第1 期 图 1 桃花江采样点分布图 图 2 青狮潭水库采样点分布图 图 3 漓江采样点分布图 大可达84. 5。 2. 2. 2 反应时间的确定 在40 mL min Ar 流速下, 反应瓶中加入 5 mL 5. 0 μ g S 2- mL的Na2S 溶液, 10 mL 6 mol L 的盐酸 ,在 10～ 80 min范围内, 测不同反应时间 S 2- 的回收率。 实验结果见图 6。 由图可见,反应时间为 40 min 时S 2- 回收率最大可达 94. 4。 2. 2. 3 含 S 2-量对回收率的影响 图 4 AVS 测定装置 1高纯氩气瓶; 2气体流量计; 3500 mL 洗气瓶; 4气 流通断开关; 5250 mL H2S 反应瓶; 6磁力搅拌器; 7 250 mL H2S 吸收瓶; 8尾气吸收瓶 液封 。 图 5 Ar 流速对回收率的影响 图 6 反应时间对回收率的影响 控制反应时间为 40 min, Ar 流速为 40 mL min。 盐酸浓 度 为 1 mol L , 在 反 应 瓶 中加 入 不 同 量 5. 0 μ g S 2- mL的Na2S 标准溶液, 测不同含硫量时S 2- 的回收率。实验结果见图 7。由图可见 , S 2- 浓度 0. 3 μ g mL时, 回收率在 94 以上。 图7 含 S2-量对回收率的影响 2. 2. 4 盐酸强度的选择 Ar 流速为 40 mL min ,反应时间为 40 min ,反应瓶 中加入50 mL 去 CO2水,采自小东江七星公园断面的 沉积物 5 . 0 g ,加 6 mol L 盐酸分别为 2. 00、 4. 00、 6. 00、 8. 00、 10 . 00、12. 00、 14. 00、16. 00 mL 。实验结果见图 8。 由图可见, 盐酸浓度 1 mol L 时 ,AVS 趋于稳定 。 通过实验, 选择 Ar 流速为 40 mL min, 反应时间 为40 min ,盐酸强度为 1 mol L。 74 环 境 工 程 2005年 2 月第23 卷第1 期 图 8 酸强度的选择 3 沉积物样品 AVS 测定 取2 ～ 5 g 沉积物样品 ,反应时间为 40 min ,盐酸 强度为 1 mol L,Ar 流速为 40 mL min, 反应瓶中最终 为50 mL 去 CO2水 10 mL 6 mol L 盐酸 沉积物样 品。吸收液为 50 mL 乙酸锌-乙酸钠溶液。反应结束 后视AVS 含量取适量吸收液在 665 nm 波长用光度法 测AVS 。计算AVS 精确含量。 3. 1 AVS 测定结果 桃花江 、 漓江、 青狮潭水库沉积物样品 AVS 测定 结果分别见表 1～ 3。 表 1 桃花江样品 AVS 样品 编号 取样湿重 g 含水率 取样干重 g AVS μmolg- 1干重 T14. 184 235. 932. 680 70 . 061 2 T23. 909 529. 652. 750 30 . 168 8 T33. 175 034. 632. 075 40 . 252 1 T44. 463 129. 273. 156 93 . 005 9 T54. 941 239. 552. 987 00 . 055 0 T64. 461 526. 753. 267 80 . 759 7 T74. 850 628. 263. 479 70 . 368 5 T83. 002 229. 992. 101 81 . 688 8 T95. 269 631. 893. 589 20 . 197 2 T107. 627 627. 025. 566 60 . 013 4 T114. 335 531. 522 . 96880 . 017 3 表 2 漓江表层样 AVS 样品 编号 取样湿重 g 含水率 取样干重 g AVS μmolg- 1干重 L13. 800 736. 002. 432 60 . 679 0 L24. 371 534. 922. 844 90 . 134 3 L34. 798 428. 213. 444 96 . 700 4 L44. 536 057. 601. 923 14 . 374 2 L54. 995 866. 541. 671 80 . 822 3 L64. 614 628. 403. 304 20 . 071 4 L74. 525 88. 934. 121 40 . 048 5 L84. 555 226. 383. 353 40 . 058 1 L93. 901 418. 573. 177 10 . 059 7 L104. 477 825. 343. 343 30 . 033 8 表 3 青狮潭水库表层样 AVS 样品 编号 取样湿重 g 含水率 取样干重 g AVS μmolg - 1干重 Q14 . 790 230. 273. 340 30 . 052 2 Q24 . 673 936. 942. 947 50 . 033 1 Q33 . 975 941. 992. 306 60 . 051 1 Q44 . 462 434. 732. 912 70 . 044 0 Q54 . 484 934. 122. 954 50 . 031 3 由表 1 ～ 3 中数据可知 除少数几个点 T4、 T8、 L3、 L4 外,AVS 含量均在 1 μmol g 干重以下 , 桃花江 大部分样品 AVS 含量在 0. 1 μmol g 干重以上, 漓江 有一半样品的AVS 含量1,有些 1 就断言该点沉 积物具有重金属生物毒性 , 因为有的点虽然该比值 远 1, 但[ SEM] 的绝对值很小, 仍不能引发生物毒 性。目前正进行沉积物重金属加标实验 ,以了解引发 生物毒性的[ SEM] [AVS] 值和[ SEM] 绝对值的情况。 由于该实验的周期较长, 该实验结果以后再讨论。 参考文献 1 方涛, 徐小清. 水体沉积物中酸挥发性硫化物的研究进展. 水生生 物学报, 2001. 25 5 508～ 515. 2 林玉环, 郭明新, 庄岩. 底泥中酸性挥发硫以同步浸提金属的测 定. 环境科学学报, 1997. 17 3 353～ 358. 3 Di Toro D M, Mahony J D, Hanson D J. Toxicity of cadmium in sediments the role of acid volatile sulfide. Environ. Toxicol . Chem. 1990. 9 1487～ 1502. 4 Merian E. Metals and aquatic contamination workshop. Environ. Sci. Technol, 1994,28 3 144～ 146 A . 5 马德毅, 王菊英, 闫启伦等. 酸溶硫化物 AVS 对沉积物-孔隙水系 统中二价有毒金属化学活动性的影响. 海洋学报, 1997. 19 5 83～ 90. 6 郭明新, 林玉环. 几种化学浸提剂对底泥重金属生物有效部分浸 提效果的比较. 环境科学, 1998. 19 1 9～ 12. 7 方涛, 陈晓国, 张维昊等. 水体沉积物中酸挥发性硫化物垂直分布 模型的建立及应用. 环境化学, 2002. 21 1 7～ 13. 8 贾振邦, 梁涛, 林健枝等. 酸可挥发硫对香港河流沉积物中重金属 的毒性作用. 北京大学 学报 自然 科学版 , 1998. 34 2 -3 379～ 386. 9 桂林市地方志编纂委员会编. 桂林市志 中 . 深圳 中华书局, 1998. 1489～ 1521. 10 桂林市地方志编纂委员会编. 桂林市年鉴. 北京 方志出版社, 2003. 233～ 240. 作者通讯处 李振平 541004 桂林工学院资环系 2002级研究生 E -mail lzpkjxy 163. com 2004- 09-20 收稿 76 环 境 工 程 2005年 2 月第23 卷第1 期 Abstract The goalwas to recycle secondary alloys raw material from solid waste of high-speed-steel tool swarf by electrothermal process. The techniques and the factors affecting the quality of products were analyzed. For getting pure high-speed-steel tool grinding swarf, the pre - treatment was needed. The multi -alkaline slag could not only meet the need of high heat value, low oxidation andgoodfluidity , but also increase the recovery ratio of alloys andwipe out impurity. The compound reducing reagent was about 98～ 100 of its theoretical consumption. The results showed that the quality of the secondary alloy raw material recycled from waste solid of high -speed -steel tool could meet the need of steel -making. From which remarkable social and economic benefits are achieved. Keywords high speed steel, solid waste, grinding swarf, secondary alloy raw material and electrothermal process DETERMINATION OF TOTAL CHROMIUM INWASTE -WATERBY FLAME ATOMIC ABSOPTION SPECTROPHOTOMETRYYe Jun 61 Abstract A determination of total chromium in environmental samples by flame atomic absorption spectrophotometry was studied. The optimal analytical conditions were ascertained through different experimental conditions. Analytical precision and accuracy were also validated by means of analysis of standard samples and realistic samples. The experimental results showed that this was easy to operate. The anylytical efficiency was promoted, analytical precision and accuracy were good as well, so this could be applied and popularized. Keywords flame atomic absorption spectrophotometry, tatal chromium and determination MODIFIED LOGISTIC CURVEMODEL OF OVERALLUATION OFATMOSPHERE ENVIRONMENTAL QUALITYJinKaizheng 62 Abstract In order to test the grade criteria of atmosphere environmental quality , to resolve the non -uni problem of uation results of atmosphere environmental quality inds, and to raise the grade resolution of uation, a new model a modified Logistic curve model is suggested, whose atmosphere environmental quality grade is a real number. The calculation example shows that the scheme is practical, effective and general,which can be applied to uating other environmental quality. Keywords Atmosphere environemntal quality , overall uation and modified Logistic curve model APPRAISEMENT OF ENVIRONMENTAL QUALITY OF WATER BODIES BY TENDENCY WEIGHT POLLUTION INDEXYang Shijian et al 65 Abstract It was suggested that the of tendency weight pollution index should be used to assess the environmental quality of water bodies in the light of shortcomings of the of average pollution index, which was also compared to the average pollution index through examples. The results showed that the of tendency weight pollution index is accurate and convenient for the assessment on water bodies. Keywords environmental quality of water, uation, average pollution index and tendency weight pollution index DETERMINATION OFCOPPER,ZINC,LEADAND CADMIUM IN SOIL BY ATOMIC ABSORPTION SPECTROMETRYPan Haiyan et al 68 Abstract Through comparison of several counteraction systems, HNO3-HF -H2O2system is selected for Pb and Cd, while HNO3-HF -HClO4 system is selected for Cu and Zn. It has been showed through determinations of standard samples that the measured values are in the range of guaranteed oneswith a relative standard error of 2. 2～ 7. 2 and a recovery of 83～ 116for Pb and Cd; whereas a relative standard error of 2. 6～ 4. 5 and a recovery of 92～ 103 belong to Cu and Zn. Keywords atomic absorption spectrometry, soil, Cu, Zn, Pb and Cd ASSESSMENT OF WORKING ENVIRONMENT AMENITY BASED ON GREY RELEVANCY ANALYSISZhang Dongfang et al 70 Abstract In working environment amenity assessment, there are lots of influencing factor with different attributes. For the purpose of reflecting the attributes in the assessment and avoiding the trouble of distributing weight to every index, which is difficult generally, according to the principle of grey relevancy analysis, we take the amenity standard asa zone and discuss the coefficient ρto avoidthe random; according to the principle of maximum relevancy , the degree of the working environment amenity is ascertained. The analysis by practical example shows that this has a preferable applicability in the amenity assessment of working environment. Keywords grey relevancy analysis, hierarchy analysis, working environment and amenity ANALYSIS OF ACID VOLATILE SULFIDE AND SIMULTANEOUSLY EXTRACTED METALS IN SEDIMENTS OF GUILINLi Zhenping et al 73 Abstract It was measured that the acid volatile sulfide AVSand simultaneously extracted metals SEMin aquatic sedimentsof Guilin, and the character of AVS changing with depth was also studied. A preliminary prediction of biological toxicity of the heavy metals to aquatic sediments of Guilin was conducted by means of [ SEM] [ AVS] . Keywords acid volatile sulfide, simultaneously extracted metals, sediments and biological toxicity STUDY ON PREPARING PLASTICIZER BY COMPREHENSIVE UTILIZATION OF CRUDE 5 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 23, No. 1,Feb. , 2005