秋环境科学综合实验土壤中的重金属 X页.docx
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2009级环境科学专业综合实验之四 实验一重金属污染土壤的化学修复一EDTA淋洗土壤中的Pb一.实验目的1. 掌握土壤预处理的一般方法；2. 学习淋洗法修复重金属土壤的原理；3. 探讨EDTA修复重金属污染土壤的最优条件，评价修复效果二实验原理土壤淋洗法是土壤修复方法的一 •种，该方法是一个污染土壤和淋洗液间的 高能量接触和从污染土壤、污泥、沉积物中去除有机和无机污染物的过程，包 括了物理、化学多机制的修复工艺，能够实现危险物质的分离、隔离或无害化 转变，然后对含有污染物的淋洗掖进行处理，回收淋洗剂循环利用淋洗法修 复重金属污染，通常采用向淋洗液中添加无机酸、低分子量的有机酸或合适的 络合剂如EDTA、NTA等来增加金属的可移动性，从而达到清洁土壤的H的用EDTA淋洗土壤中Pb的反应式为Pb2++Y4--PbY2_三•仪器和试剂塑料离心管、移液管及移液枪、摇床、容量瓶、离心机、酸度计、原子吸 收测定仪EDTA、(CH3COO) 2Pb、NaN03> HC1、HN03、HC10」、NaOHo四•实验步骤1. 污染土壤的制备将野外采回来的土样倒在塑料膜或者纸上，剔除杂物、风干土壤，然后碾碎后 过2mm尼龙筛，再用四分法取部分土壤研磨过100R筛。
称取上述处理好的土样约50g倒入盛有0.01 mol/L (CH3COO) 2Pb溶液的烧杯 中，用电动搅拌棒搅拌24h,静置去上层清液下层湿润土壤离心，弃去丄清 液，土壤刮入表面皿中，在阴凉处风干、研细、装瓶待用2. 污染土样Pb含量的确定(1) 土壤样殆消化：土样l.OOOgCmJ (3份)+去离子水湿润+5 mL王水(浓 HNO,与浓盐酸体积比为1 : 3配制)，盖上表面皿，电炉加热，冷却加入 3mL高氯酸，加热至冒白烟，成灰白色，揭去表面皿，蒸干冷却，加5mLl% 的稀硝酸加热，冷却，用中速定量滤纸过滤到50mL容量瓶中,滤渣用1% 稀硝酸洗涤，定容摇匀待测取土壤标样3份、试剂空白重复上述操 作2) 将消化液用原子吸收光谱仪测定，测定消化液中Pb的含量C1 (mg/L),按 下式计算土壤Pb的含量Q或C2=Ci ^50/m, (mg/g)C3=C2/M (mmol/g)3 •确定洗脱率与时间的关系 1) 配制pH为6・0的2mM的EDTA淋洗液称取1. 44gEDTA于2. 0L的容量瓶 中,用NaNO3调节离子强度，使EDTA水溶液中NaM浓度为0. Olmol/L,再用 HC1和NaOH调节其pH为6. 0。
2) 不同洗脱时间淋洗实验取15个50niL塑料离心管，分别称取0. 500g(m2)± 述准备好的土样根据上述计算出来的土壤中Pb的含量，按摩尔比EDTA:Pb=6:1加入EDTA (30mL2mM),然后把加好淋洗剂的离心管置于摇床中振 摇，250次/分，从0到2. Oh,每隔0.5h取一次样、每次取3个管，然后于 4500r/min下离心15mino取上层清液5. OOmL, AAS测定,剩余溶液测pH选 取最佳洗脱吋间t.ix4. 确定洗脱率与pH的关系1) 配制不同pH的2mM的EDTAo分别称取4份1. 44gEDTA于2. 0L的容量瓶 中,m NaNOa调节离子强度,使EDTA水溶液中NaNO,浓度为0. 01mol/L,再用 IIC1 和 NaOH 调节其 pH 为 4. 0、5. 0、6. 0 和 7. 02) 不同pH对洗脱效率的影响取12个50mL塑料离心管,分别称取0. 500g(m2) 上述准备好的土样根据上述计算出來的土壤中Pb的含量，按摩尔比 EDTA:Pb=6:l加入不同pH的EDTA (30mL2mM),每个pH重复3次,然后把加好 淋洗剂的离心管置于摇床中以250次/分振摇g ,然后于4500r/min下离心 15mino取上层清液5. 00mL, AAS测定,剩余溶液测pH。
5.确定洗脱率与物质的量比的关系1) 根据步骤4确定的最佳pH,如前配制最佳pH的2mM EDTA2) 取12个50mL塑料离心管，分别称取0. 500g(m2)上述准备好的土样根据上 述计算出来的土壤中Pb的含量,按摩尔比EDTA:Pb=2:l (lOmL 2mM EDTA)、 4:1 (20mL 2mM EDTA)、6:1 (30mL 2mM EDTA)和 8:1 (40mL 2mM EDTA)加入最 佳pH的EDTA,每个摩尔比重复3次，然后把加好淋洗剂的离心管置于摇床小 以250次/分振摇lh,然后于4500r/min下离心15mino取上层清液5. 00mL, AAS测定，剩余溶液测pH五•数据处理1. 洗脱率的计算假设加入洗脱液的体积是V 5L),洗脱后离心的清夜中测得的Pb的浓度为C (mg/L);则洗脱率□ = [ (m2 (g) * C2)- C (mg/L) * V (mL)/1000) ]/ (m2 (g) * C2);2. 作下列图线：几〜时间，几〜pH,几〜摩尔比，并将相应的pH标注；或列 表表示相应结果实验二 重金属污染土壤的化学修复一柠檬酸淋洗土壤中的Pb一. 实验目的1. 掌握土壤预处理的一般方法；2. 学习淋洗法修复重金属土壤的原理；3. 探讨柠檬酸修复重金属污染土壤的最优条件，评价修复效果。
二. 实验原理土壤淋洗法是土壤修复方法的一种，该方法是一个污染土壤和淋洗液间的 高能量接触和从污染土壤、污泥、沉积物中去除有机和无机污染物的过程，包 括了物理、化学多机制的修复工艺，能够实现危险物质的分离、隔离或无害化 转变，然后对含有污染物的淋洗掖进行处理，回收淋洗剂循环利用淋洗法修 复重金属污染，通常采用向淋洗液中添加无机酸、合适的络合剂或低分子量的 有机酸(如柠檬酸)来增加金属的可移动性，从而达到清洁土壤的H的用柠檬酸淋洗土壤中Pb的反应式为Pb2++Y4- PbY2-三•仪器和试剂塑料离心管、移液管及移液枪、摇床、容量瓶、离心机、酸度计、原子吸 收测定仪柠檬酸、(CH3COO) 2Pb、NaNO3> HC1、HN03 > HC10」、NaOHo四•实验步骤将野外采回来的土样倒在燃料膜或者纸上，剔除杂物、风干土壤，然后碾 碎后过2mni尼龙筛，再用四分法取部分土壤研磨过100 H筛称取上述处理好的土样约50g倒入盛有0. 01 mol/L (CIhCOO) 2Pb溶液的 烧杯中，用电动搅拌棒搅拌24h,静置去上层清液下层湿润土壤离心，弃去 上清液，土壤刮入表面皿中，在阴凉处风干、研细、装瓶待用。
2.污染土样Pb含量的确定(3) 土壤样品消化：土样1. OOOg(mi) (3份)+去离了水湿润+5 mL王水(浓 HN0,与浓盐酸体积比为1 : 3配制)，盖上表面皿，电炉加热，冷却加入 51L高氯酸，加热至冒白烟，成灰白色，揭去表面皿，蒸干冷却，加5mLl% 的稀硝酸加热，冷却，用中速定量滤纸过滤到50mL容量瓶中,滤渣用1% 稀硝酸洗涤，定容摇匀待测取土壤标样3份、试剂空白重复上述操 作4) 将消化液用原子吸收光谱仪测定，测定消化液中Pb的含量(mg/L),按 下式计算土壤Pb的含量G或C,C2=Ci 京50/n (mg/g)C3二C2/M (mmol/g)3 •确定洗脱率与时间的关系1) 配制pH为6. 0的2mM的柠檬酸淋洗液称取1. 44g柠檬酸于2. 0L的容量瓶 中,用NaM调节离子强度，使柠檬酸水溶液中NaNOy浓度为O.Olmol/L,再用 HC1和NaOH调节其pH为6. 02) 不同洗脱时间淋洗实验取15个50mL塑料离心管,分别称取0. 500g(m2)± 述准备好的土样根据上述计算出來的土壤中Pb的含量，按摩尔比柠檬酸:Pb=6:1加入柠檬酸(30mL2mM),然后把加好淋洗剂的离心管置于摇床中振 摇，250次/分，从0到2. Oh,每隔0・5h取一次样、每次取3个管，然后于 4500r/min T离心15mino取上层清液5. OOmL, AAS测定，剩余溶液测pH。
选 取最佳洗脱吋间tBilx4・确定洗脱率与pH的关系1) 配制不同pH的2mM的柠檬酸分别称取4份1.44g柠檬酸于2. 0L的容量瓶 中，用NaNO,调节离子强度，使柠檬酸水溶液• |• NaN03浓度为0.01mol/L,再用 HC1 和 NaOH 调节其 pH 为 4. 0、5. 0、6. 0 和 7. 02) 不同pH对洗脱效率的影响取12个50mL塑料离心管,分别称取0. 500g(m2) 上述准备好的土样根据上述计算出來的土壤中Pb的含量，按摩尔比柠檬酸:Pb=6:1加入不同pH的柠檬酸(30mL2mM),每个pH重复3次，然后把加好 淋洗剂的离心管置于摇床中以250次/分振摇,然后于4500r/min下离心 15mino取上层清液5. OOmL, AAS测定,剩余溶液测pH5. 确定洗脱率与物质的量比的关系1) 根据步骤4确定的最佳pH,如前配制最佳pH的2mM柠檬酸2) 取12个50mL塑料离心管,分别称取0. 500g(m2)上述准备好的土样根据上 述计算出来的土壤中Pb的含量,按摩尔比柠檬酸:Pb=2:1 (lOmL 2mM柠檬 酸)、4:1 (20mL 2mM 柠檬酸)、6:1 (30mL 2mM 柠檬酸)和 8:1 (40mL 2mM 柠 檬酸)加入最佳pH的柠檬酸，每个摩尔比重复3次，然后把加好淋洗剂的离心 管置于摇床中以250次/分振摇lh ,然后于4500r/min下离心15min。
取上层 清液5. OOmL, AAS测定，剩余溶液测pH五•数据处理1. 洗脱率的计算假设加入洗脱液的体积是V (mL),洗脱后离心的清夜中测得的Pb的浓度为C(mg/L);则洗脱率^ = [ (m2 (g) * C2)~ C (mg/L) * V (mL)/1000) ]/ (m2 (g) * C2);2. 作下列图线：q〜时间，几〜pH,几〜摩尔比，并将相应的pH标注；或列 表表示相应结果 表1 EDTA实验数据记录实验条件编号c 测 mg/1稀释倍数洗脱液体积/ml土壤质＞/gc实 mg/l洗脱率％洗脱率平均 值标琏残留率％残留率平均值标慈110.005.0030.000.5050.0075.0025.00Oh28.945.0030.000.5044.7067.0569.984.3732.9530.024.3739.055.0030.000.5045.2767.9032.10110.435.0030.000.5052.1578.2221.78改变时间0.5h211.325.0030.000.5056.6184.9281.863.3915.0918.143.39310.995.0030.000.5054.9782.4617.55pH= 6c=2mM110.055.0030.000.5050.2475.3624.641h211.705.0030.000.5058.5087.7485.298.9612.2614.718.96312.37。
