本书以重金属有效态提取与检测为主线,系统介绍了重金属有效态的概念及提取检测技术的国内外进展,较为详细地论述了采用扩散梯度薄膜技术(DGT)提取与检测土壤重金属有效态的理论、操作规范以及检测不确定性,并提供了具体应用场景与应用案例。
本书具有较强的技术应用性和可操作性,可供从事土壤重金属提取、检测分析及污染控制等的工程技术人员和科研人员参考,也可供高等学校环境科学与工程、生态工程、农业工程及相关专业师生参阅。
赵玉杰,博士,研究员。主要研究方向为重金属形态及价态检测技术与设备开发。自工作以来主持研究任务23项。发表论文80篇,其中SCI收录15篇,获得专利19项,其中发明专利7项,软件著作权5项。作为主编出版专著1部,副主编出版专著2部,参编专著5部。 创新研制了重金属有效态提取LDHs-DGT技术及设备,自主研制了扩散膜制备方法,开发了纳米重金属吸附材料,与国外设备相比,具体高效吸附、快速全解离、阴阳离子同提取、组装方便,成本低廉等优势,创新开发了DGT用于土壤重金属运移动力学计算方法。研发的LDHs-DGT设备已成功实现产业化。
第1章概论 1
1.1重金属及其危害性 2
1.2重金属有效态基本概念 9
1.3初识扩散梯度薄膜技术 11
参考文献 13
第2章扩散梯度薄膜技术及设备 15
2.1扩散梯度薄膜设备组成及性能 16
2.1.1外部支撑框架 16
2.1.2保护膜 17
2.1.3扩散膜 18
2.1.4结合膜 19
2.2DGT扩散系数的测定 24
2.3DGT存在的问题分析 32
2.3.1标准物质缺乏,导致DGT的横向比较缺乏标尺 32
2.3.2DGT相关标准缺乏,影响DGT技术的推广应用 35
2.4DGT的基本理论 36
2.5DGT应用于重金属形态分离与动力学计算的理论 37
2.5.1采用不同类型扩散膜分离重金属形态 38
2.5.2采用不同DGT布置时间分离重金属形态 39
2.5.3采用不同厚度的扩散膜分离金属的不同形态 41
2.6影响DGT测定结果的因素分析 51
2.6.1土壤研磨对DGT检测结果的影响 51
2.6.2土壤前处理方法对检测结果的影响 52
2.6.3DGT放置时间对检测结果的影响 54
2.6.4扩散膜厚度对检测结果的影响 56
2.6.5土壤前处理液对检测结果的影响 56
参考文献 57
第3章DGT技术应用现状及典型案例 60
3.1DGT在重(类)金属及营养盐有效态检测中的应用 61
3.2DGT在产地环境质量评价中的应用 67
3.2.1产地环境质量评价技术研究进展 68
3.2.2应用 94
3.3DGT在生态风险评估中的应用 95
3.4DGT在污染农田修复治理与安全利用中的应用 100
3.4.1污染农田土壤安全利用与修复技术研究进展 100
3.4.2重金属污染农田修复及安全利用成效评估 125
3.4.3应用 141
3.5DGT与其他技术整合相关应用分析 147
3.6DGT技术典型应用案例分析 150
3.6.1土壤淹排水过程重金属Cd、As迁移规律及机制 150
3.6.2硫肥使用对重金属Cd活性变化的影响及机制 162
3.6.3有机黏土钝化材料对重金属Cd活性变化的影响及机制 175
参考文献 192
第4章其他重金属有效态提取及检测技术 202
4.1化学提取技术 203
4.2仪器分析法 209
4.2.1同步辐射X 射线吸收光谱(SRXAS)技术应用实例 209
4.2.2传统化学提取结合仪器分析应用实例 209
4.3道南膜技术 211
4.4DET技术 212
4.5化学计算方法 213
4.5.1WHAM软件计算重金属形态简介 213
4.5.2Visual Minteq软件计算重金属形态简介 225
参考文献 233
第5章可与DGT配合的重金属快速检测技术 234
5.1化学比色法 235
5.2纳米材料比色法 236
5.3电化学方法 237
5.4生物化学法 239
5.4.1酶抑制法 239
5.4.2免疫分析法 240
5.4.3生物传感器法 242
5.5荧光探针法 242
参考文献 248