本書以重金屬有效態(tài)提取與檢測為主線,系統(tǒng)介紹了重金屬有效態(tài)的概念及提取檢測技術(shù)的國內(nèi)外進(jìn)展,較為詳細(xì)地論述了采用擴(kuò)散梯度薄膜技術(shù)(DGT)提取與檢測土壤重金屬有效態(tài)的理論、操作規(guī)范以及檢測不確定性,并提供了具體應(yīng)用場景與應(yīng)用案例。
本書具有較強(qiáng)的技術(shù)應(yīng)用性和可操作性,可供從事土壤重金屬提取、檢測分析及污染控制等的工程技術(shù)人員和科研人員參考,也可供高等學(xué)校環(huán)境科學(xué)與工程、生態(tài)工程、農(nóng)業(yè)工程及相關(guān)專業(yè)師生參閱。
趙玉杰,博士,研究員。主要研究方向為重金屬形態(tài)及價態(tài)檢測技術(shù)與設(shè)備開發(fā)。自工作以來主持研究任務(wù)23項。發(fā)表論文80篇,其中SCI收錄15篇,獲得專利19項,其中發(fā)明專利7項,軟件著作權(quán)5項。作為主編出版專著1部,副主編出版專著2部,參編專著5部。 創(chuàng)新研制了重金屬有效態(tài)提取LDHs-DGT技術(shù)及設(shè)備,自主研制了擴(kuò)散膜制備方法,開發(fā)了納米重金屬吸附材料,與國外設(shè)備相比,具體高效吸附、快速全解離、陰陽離子同提取、組裝方便,成本低廉等優(yōu)勢,創(chuàng)新開發(fā)了DGT用于土壤重金屬運(yùn)移動力學(xué)計算方法。研發(fā)的LDHs-DGT設(shè)備已成功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
第1章概論 1
1.1重金屬及其危害性 2
1.2重金屬有效態(tài)基本概念 9
1.3初識擴(kuò)散梯度薄膜技術(shù) 11
參考文獻(xiàn) 13
第2章擴(kuò)散梯度薄膜技術(shù)及設(shè)備 15
2.1擴(kuò)散梯度薄膜設(shè)備組成及性能 16
2.1.1外部支撐框架 16
2.1.2保護(hù)膜 17
2.1.3擴(kuò)散膜 18
2.1.4結(jié)合膜 19
2.2DGT擴(kuò)散系數(shù)的測定 24
2.3DGT存在的問題分析 32
2.3.1標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)缺乏,導(dǎo)致DGT的橫向比較缺乏標(biāo)尺 32
2.3.2DGT相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)缺乏,影響DGT技術(shù)的推廣應(yīng)用 35
2.4DGT的基本理論 36
2.5DGT應(yīng)用于重金屬形態(tài)分離與動力學(xué)計算的理論 37
2.5.1采用不同類型擴(kuò)散膜分離重金屬形態(tài) 38
2.5.2采用不同DGT布置時間分離重金屬形態(tài) 39
2.5.3采用不同厚度的擴(kuò)散膜分離金屬的不同形態(tài) 41
2.6影響DGT測定結(jié)果的因素分析 51
2.6.1土壤研磨對DGT檢測結(jié)果的影響 51
2.6.2土壤前處理方法對檢測結(jié)果的影響 52
2.6.3DGT放置時間對檢測結(jié)果的影響 54
2.6.4擴(kuò)散膜厚度對檢測結(jié)果的影響 56
2.6.5土壤前處理液對檢測結(jié)果的影響 56
參考文獻(xiàn) 57
第3章DGT技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及典型案例 60
3.1DGT在重(類)金屬及營養(yǎng)鹽有效態(tài)檢測中的應(yīng)用 61
3.2DGT在產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價中的應(yīng)用 67
3.2.1產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價技術(shù)研究進(jìn)展 68
3.2.2應(yīng)用 94
3.3DGT在生態(tài)風(fēng)險評估中的應(yīng)用 95
3.4DGT在污染農(nóng)田修復(fù)治理與安全利用中的應(yīng)用 100
3.4.1污染農(nóng)田土壤安全利用與修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展 100
3.4.2重金屬污染農(nóng)田修復(fù)及安全利用成效評估 125
3.4.3應(yīng)用 141
3.5DGT與其他技術(shù)整合相關(guān)應(yīng)用分析 147
3.6DGT技術(shù)典型應(yīng)用案例分析 150
3.6.1土壤淹排水過程重金屬Cd、As遷移規(guī)律及機(jī)制 150
3.6.2硫肥使用對重金屬Cd活性變化的影響及機(jī)制 162
3.6.3有機(jī)黏土鈍化材料對重金屬Cd活性變化的影響及機(jī)制 175
參考文獻(xiàn) 192
第4章其他重金屬有效態(tài)提取及檢測技術(shù) 202
4.1化學(xué)提取技術(shù) 203
4.2儀器分析法 209
4.2.1同步輻射X 射線吸收光譜(SRXAS)技術(shù)應(yīng)用實例 209
4.2.2傳統(tǒng)化學(xué)提取結(jié)合儀器分析應(yīng)用實例 209
4.3道南膜技術(shù) 211
4.4DET技術(shù) 212
4.5化學(xué)計算方法 213
4.5.1WHAM軟件計算重金屬形態(tài)簡介 213
4.5.2Visual Minteq軟件計算重金屬形態(tài)簡介 225
參考文獻(xiàn) 233
第5章可與DGT配合的重金屬快速檢測技術(shù) 234
5.1化學(xué)比色法 235
5.2納米材料比色法 236
5.3電化學(xué)方法 237
5.4生物化學(xué)法 239
5.4.1酶抑制法 239
5.4.2免疫分析法 240
5.4.3生物傳感器法 242
5.5熒光探針法 242
參考文獻(xiàn) 248