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的國內(nèi)外進展,較為詳細地論述了采用擴散梯度薄膜技術(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,并提供了具體應用場景與應用案例。
本書具有較強的技術應用性和可操作性,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人員和科研人員參考,也可供高等學校環(huán)境科學與工程、生態(tài)工程、農(nóng)業(yè)工程及相關專業(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)檢測技術與設備開發(fā)。自工作以來主持研究任務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技術及設備,自主研制了擴散膜制備方法,開發(fā)了納米重金屬吸附材料,與國外設備相比,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用于土壤重金屬運移動力學計算方法。研發(fā)的LDHs-DGT設備已成功實現(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初識擴散梯度薄膜技術 11
參考文獻 13
第2章擴散梯度薄膜技術及設備 15
2.1擴散梯度薄膜設備組成及性能 16
2.1.1外部支撐框架 16
2.1.2保護膜 17
2.1.3擴散膜 18
2.1.4結合膜 19
2.2DGT擴散系數(shù)的測定 24
2.3DGT存在的問題分析 32
2.3.1標準物質(zhì)缺乏,導致DGT的橫向比較缺乏標尺 32
2.3.2DGT相關標準缺乏,影響DGT技術的推廣應用 35
2.4DGT的基本理論 36
2.5DGT應用于重金屬形態(tài)分離與動力學計算的理論 37
2.5.1采用不同類型擴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采用不同厚度的擴散膜分離金屬的不同形態(tài) 41
2.6影響DGT測定結果的因素分析 51
2.6.1土壤研磨對DGT檢測結果的影響 51
2.6.2土壤前處理方法對檢測結果的影響 52
2.6.3DGT放置時間對檢測結果的影響 54
2.6.4擴散膜厚度對檢測結果的影響 56
2.6.5土壤前處理液對檢測結果的影響 56
參考文獻 57
第3章DGT技術應用現(xiàn)狀及典型案例 60
3.1DGT在重(類)金屬及營養(yǎng)鹽有效態(tài)檢測中的應用 61
3.2DGT在產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價中的應用 67
3.2.1產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價技術研究進展 68
3.2.2應用 94
3.3DGT在生態(tài)風險評估中的應用 95
3.4DGT在污染農(nóng)田修復治理與安全利用中的應用 100
3.4.1污染農(nóng)田土壤安全利用與修復技術研究進展 100
3.4.2重金屬污染農(nóng)田修復及安全利用成效評估 125
3.4.3應用 141
3.5DGT與其他技術整合相關應用分析 147
3.6DGT技術典型應用案例分析 150
3.6.1土壤淹排水過程重金屬Cd、As遷移規(guī)律及機制 150
3.6.2硫肥使用對重金屬Cd活性變化的影響及機制 162
3.6.3有機黏土鈍化材料對重金屬Cd活性變化的影響及機制 175
參考文獻 192
第4章其他重金屬有效態(tài)提取及檢測技術 202
4.1化學提取技術 203
4.2儀器分析法 209
4.2.1同步輻射X 射線吸收光譜(SRXAS)技術應用實例 209
4.2.2傳統(tǒng)化學提取結合儀器分析應用實例 209
4.3道南膜技術 211
4.4DET技術 212
4.5化學計算方法 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 233
第5章可與DGT配合的重金屬快速檢測技術 234
5.1化學比色法 235
5.2納米材料比色法 236
5.3電化學方法 237
5.4生物化學法 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 248