颗粒磷形态四大分析方法
沉积物中磷的形态分析方法研究现状
第50卷第1期2021年1月辽宁化工Liaoning Chemical IndustryVol.50,No.1January,2021沉积物中磷的形态分析方法研究现状檀建国■,郭凤锐2(1.邯郸市环境保护研究所.河北邯郸056002; 2.河北润和环境科技有限公司.河北邯郸056008)摘要:环境中磷的赋存状态决定了其在环境中的迁移和转化,对环境磷的形态进行分离提取极为重要。
对近年来沉积物中磷的形态分析方法研究进行了总结.对现存的问题进行了探讨,并对今后环境中磷形态分析方法的发展进行了展望:关键词:沉积物;磷;赋存形态中图分类号:XI32文献标识码:A文章编号:1004-0935(2021)01-0058-02地球系统中主要的营养元素是:C、N、P、Si、Ca等元素,其中磷(P)是水环境中动植物的重要生源要素,大量的输入到水层会产生水体富营养化、赤潮、蓝藻、水华等重大生态环境问题。
当磷质量浓度超过20mg-L'1的水体可导致水体富营养化,造成水葫芦、蓝藻等大量繁殖,死后分解成会使水体产生霉臭味的微生物,影响到鱼类、贝类等水生动物、植物、微生物的生长叭不仅仅这些,在近些年来磷的生物地球化学循环和作用,已经成为与全球变化的系列国内外重大研究合作计划的主要内容。
通过一系列的大量研究发现,水环境是一个重要的磷营养集成库,磷的生物有效性与总量的关系不是很大,而与磷形态有密切的关系.其赋存形态和其分析测定对研究其环境生态效应、生物地球化学作用有着很重要的作用。
到目前关于磷的赋存形态分类和其提取方法各有优缺点,因此建立水环境、固体和土壤样品中快速、准确的磷形态分析方法,具有重要的现实意义曰。
1沉积物磷的分级提取方法根据各种形态性质,可将不同形态磷的提取方法综合成几大类型:活性磷(一)(松结合态磷、可交换态磷、不稳态磷、弱吸附性态磷)、活性磷(二)(铝结合态磷、铁结合态磷)、有机磷、相对稳态磷,从而来改善不同的方法、不同的研究对象在沉积物磷形态分析上缺乏可比性现状。
沉积物中磷的赋存形态及其分析方法
沉积物中磷的赋存形态及其分析方法孙霖娇;张季雨;邵玉;龚然;胡志新【摘要】磷是水体富营养化的主要限制性因子,分析水体沉积物中磷的不同赋存形态,对水体富营养化状况的深入研究具有重要意义.介绍了沉积物中无机磷和有机磷赋存形态的分类,总结了沉积物中磷的提取方法和测定方法,提取方法包括Willimas 法、Hieltjes-Lijklema法、Golterman法、Ruttenberg法和SMT法等,测定方法包括流动分析技术、核磁共振技术和毛细管电泳技术等,并就其优、缺点进行简要分析.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2018(046)022【总页数】2页(P31-32)【关键词】沉积物;磷;赋存形态;分析方法【作者】孙霖娇;张季雨;邵玉;龚然;胡志新【作者单位】南京工程学院环境工程学院, 江苏南京 211167;中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室, 江苏南京 210008;南京工程学院环境工程学院, 江苏南京 211167;南京工程学院环境工程学院, 江苏南京 211167;南京工程学院环境工程学院, 江苏南京 211167;南京工程学院环境工程学院, 江苏南京211167;中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室, 江苏南京210008【正文语种】中文【中图分类】X524磷是水体富营养化的主要限制性因子,当磷的含量过高,会加速水体富营养化进程[1]。
水体沉积物是磷的蓄积库,磷在沉积物中能够与铁、铝、钙等元素以及有机质以晶体或无定形的形式结合,其结合强度、释放机制、迁移转化能力、生物可利用性和对上覆水体释放的潜力不同,因而不同赋存形态的磷对水体富营养化的影响存在一定差异[2]。
1 沉积物中无机磷形态分类无机磷主要指吸附在沉积物上的溶解态磷酸盐、与水体中的铁、钙、铝等金属离子结合以不同形态存在的磷。
天然水体中磷的主要来源是水生生物的代谢废物、残骸,含磷矿物的侵蚀溶解以及人类活动的排放。
土壤磷素形态极其分级方法
二、土壤磷素的存在形态
土壤磷分为有机磷和无机磷两种形态,在大多数土壤中,磷以无机形态为主,
主要以正磷酸盐的形式存在,焦磷酸盐的数量很少;有机形态的磷含量较低, 而且变幅比较大。
土壤中无机磷的种类较多,主要有矿物态、吸附态和水溶态3种。1)矿物态磷
(包括含磷的原生矿物、次生矿物及其他含磷化合物 )。2)吸附态磷:土壤中吸 附态磷是指附在粘土矿物或有机物表面的以物理能级、化学键能级或介于这两 者能级间的磷。3)水溶态磷:水溶态磷能被植物直接利用,但其含量极低,浓 度依土壤 pH、磷肥施用量及土壤固相磷的数量和结合状态而定。
土壤有机磷是土壤中与有机物结合的含磷化合物。土壤有机磷的多少取决于土 壤中有机质数量以及有机质分解速率,且受土壤母质、风化程度、土地利用方 式和耕作制度的影响较大。土壤中的有机磷主要有磷酸肌醇、磷酯和核酸、少
量的磷蛋白和磷酸糖,以及微生物量磷。
三、土壤磷素分级方法
3.1 土壤无机磷分级方法
土壤无机磷的分级研究始于20世纪30年代。在几十年的发展过程中,
三、土壤磷素分级方法
3.2 土壤有机磷分级方法
土壤有机磷的研究进展比无机磷研究起步晚,直到70年代末,
Bowman和Cole(1978)才提出了一种较为完善的有机磷分级方法,即 Bowman-Cole有机磷分级法。该方法将土壤有机磷分为活性有机磷,易矿 化,易为植物吸收;中活性有机磷,较易矿化,较易为植物吸收;中稳性 有机磷,较难矿化,较难为植物吸收;高稳性有机磷,很难矿化,基本不 被植物吸收四种形态。目前,Bowman-Cole法是国内外学者比较常用的有 机磷分级方法。但该方法也存在一些不足:(1) 活性有机磷中未包含土壤 微生物磷;(2) 先酸后碱的提取程序会过地估计中等活性有机磷的含量, 因此使稳定性有机磷测定值偏低。
西居延海(黑风口地区)不同粒径颗粒物中磷的化学形态分析
分级 形 态 研 究 . 果表 明 :黑 风 口颗 粒 物 中 的总 磷 含 量 ( ) 88 4 ~ l 1 . 8 g g 不 同位 置 的 沙 在 组 成 、 结 TP 为 2 . 8 5 3 “ / , 9 结
构 、 结 合性 和容 量 方 面 有 很 大 不 同 , 主 要 成 分 是 钙 磷 ( aP , 机 磷 ()gP 次 之 ;在 不 同 粒 度 的颗 粒 物 中 , 磷 其 C—)有 (r— )
莹 等 : 居 延 海 ( 风 1地 区 ) 同 粒 径 颗 粒 物 中磷 的 化 学 形 态 分 析 西 黑 : 3 不
1 2 分 析 方 法 .
有关 磷 的化学 连续提 取法 较多 ] 本 文采 用改进 的化 学连 续 提取法 , 次提取 所 用 的萃 取剂 均不 一 样 , , 每 共用 7 萃取剂 , 表 2 由于提取 的流程过 长 , 了保 证各 步 的提取 效率 , 一 级提 取 后 的残 渣用 饱 和氯 化 种 见 . 为 每 钠 溶液和 二次水 各洗 1 每次 提取 后 , 3 0 mi 次. 以 0 / n离心 分离 2 i, 0 r 0 n 离心 液用 磷钼蓝 比色法 测定 其 中的 a r
第 3 7卷 第 6 期
20 0 8年 1 月 1
内蒙 古 Байду номын сангаас 范 大 学学 报 ( 自然科 学 汉 文版 )
J u n l fI n rMo g l r l ie st ( t rlS in eE i o ) o r a n e n oi Noma o a Unv r i Na ua ce c dt n y i
中 图分 类 号 : 4 X 12 文献标识码 : A 文 章 编号 : 0 1 8 3 (0 8 0 - 8 8 0 10 - 7 5 2 0 ) 6 0 0 — 4
肥料中的磷〔总量〕化学分析方法
肥料中的磷〔总量〕化学分析方法
1.固体样品的浸提法:
(1)样品的准备:将肥料样品研磨至粉末状,并过筛得到均匀颗粒
大小的样品。
(2)浸提液的准备:根据不同的测定方法,可以选择不同的浸提液。
常用的浸提液有氢氧化钠溶液、盐酸和硝酸混合液等。
(3)浸提操作:将已经准备好的样品与浸提液按一定的比例加入浸
提瓶中,使用回流加热或振荡浸提器进行浸提操作。
浸提温度和时间的设
定需根据具体的方法而定。
(4)过滤和淘洗:将浸提液通过滤纸过滤,收集滤液。
滤液中的固
体残渣需要用适量的浸提液进行淘洗,以确保完全提取。
(5)浸提液的稀释:将滤液稀释至适宜的浓度,以便后续的化学分析。
2.液体样品的直接测定法:
(1)样品的准备:将液体肥料样品进行适当的搅拌和混合,以获得
均匀的样品。
(2)测定液的准备:根据不同的化学分析方法,可以选择不同的测
定液。
常用的测定液有显色试剂(比如黄色酸性含磷试剂)等。
(3)测定操作:将准备好的样品与测定液按一定的比例混合,在一
定的条件下反应一段时间,使得磷和测定液发生显色反应。
(4)测定结果的读取:将测定后的溶液与标准溶液进行比色,使用分光光度计或比色计测定样品的吸光度或颜色强度。
无论是固体样品的浸提法还是液体样品的直接测定法,在进行磷(总量)的化学分析时,应注意以下几点:
-样品的制备要均匀,以确保取得准确的测定结果。
-每个测定步骤都要严格控制条件,如浸提温度、浸提时间、测定液的浓度等,以确保分析结果的准确性和可重复性。
-选择适当的标准溶液进行比色或测量吸光度,以获得准确的浓度测定结果。
地表水中总磷
多磷酸盐 polyphosphat
e
正磷酸盐 phosphate
地表水环境质量标准GB3838-2002相 关要求
水质监测
6.1本标准规定的项目标准值,要求水样采集后自然沉降30min,
取上层非沉降部分按规定方法进行分析;
6.3本标准水质项目的分析方法应优先选用表4~表6规定的方法, 也可采用ISO方法体系等其它等效分析方法,但需进行适用 性检验。 GB11893-89
• COD快速消解:包括COD消解器、比色管和COD加热 器。加盖密封水样,如果配合便携式分光光度计,可 以满足暗查、抽测以及突发性水环境污染事故的现场 操作,水样量仅需2.00~5.00mL。周灵辉利用该法分析 总磷,得到该方法的线性范围0.00-1.50 mg/L,检出 限0.029mg/L,分析实际样品的相对标准偏差在6.2% 以下,加标回收率在92.0%~108.0%之间。
• 烘箱加热消解:利用恒温干燥箱代替传统的蒸汽消毒器,在
120℃下消解,该方法不仅操作简便、温度更易控制、工作时间 缩短,而且不会出现比色管中试样外溢等现象,测定结果准确。
• 光催化氧化技术:一种新兴的样品预处理技术,采用二氧化钛
为催化剂,通过使用光催化氧化消解含磷水样,溶解总磷的平
均消解率在96.2%以上。该法无需高温高压处理,精密度高, 无二次污染。
(二)分析方法介绍
1、离子色谱法
• 方法原理:本法利用离子交换的原理,连续对多种阴 离子进行定性和定量分析。水样注入碳酸盐-碳酸氢盐 溶液并流经系列的离子交换树脂,基于待测阴离子对 低容量强碱性阴离子树脂(分离柱)的相对亲和力不 同而彼此分开。被分开的阴离子,在流经强酸性阳离 子树脂(抑制柱)时,被转换为高电导的酸型,碳酸 盐-碳酸氢盐则转变成弱电导的碳酸(清除背景电导)。 用电导检测器测量被转变为相应酸型的阴离子,与标 准进行比较,根据保留时间定性,峰高或峰面积定量。 一HP次O3进2-和样S可O连42-续)测。定六种无极阴离子(F-、Cl-、NO3-、
“颗粒粒径分析方法”汇总大全
“颗粒粒径分析方法”汇总大全来源:材料人2016-08-05一、相关概念:1、粒度与粒径:颗粒的大小称为粒度,一般颗粒的大小又以直径表示,故也称为粒径。
2、粒度分布:用一定方法反映出一系列不同粒径区间颗粒分别占试样总量的百分比称为粒度分布。
3、等效粒径:由于实际颗粒的形状通常为非球形的,难以直接用直径表示其大小,因此在颗粒粒度测试领域,对非球形颗粒,通常以等效粒径(一般简称粒径)来表征颗粒的粒径。
等效粒径是指当一个颗粒的某一物理特性与同质球形颗粒相同或相近时,就用该球形颗粒的直径代表这个实际颗粒的直径。
其中,根据不同的原理,等效粒径又分为以下几类:等效体积径、等效筛分径、等效沉速径、等效投影面积径。
需注意的是基于不同物理原理的各种测试方法,对等效粒径的定义不同,因此各种测试方法得到的测量结果之间无直接的对比性。
4、颗粒大小分级习惯术语:纳米颗粒(1-100 nm),亚微米颗粒(0.1-1 μm),微粒、微粉(1-100 μm),细粒、细粉(100-1000 μm),粗粒(大于1 mm)。
5、平均径:表示颗粒平均大小的数据。
根据不同的仪器所测量的粒度分布,平均粒径分、体积平均径、面积平均径、长度平均径、数量平均径等。
6、D50:也叫中位径或中值粒径,这是一个表示粒度大小的典型值,该值准确地将总体划分为二等份,也就是说有50%的颗粒超过此值,有50%的颗粒低于此值。
如果一个样品的D50=5 μm,说明在组成该样品的所有粒径的颗粒中,大于5 μm的颗粒占50%,小于5 μm的颗粒也占50%。
7、最频粒径:是频率分布曲线的最高点对应的粒径值。
8、D97:D97指一个样品的累计粒度分布数达到97%时所对应的粒径。
它的物理意义是粒径小于它的的颗粒占97%。
这是一个被广泛应用的表示粉体粗端粒度指标的数据。
二、粒度测试的基本方法及其分析激光法激光法是通过一台激光散射的方法来测量悬浮液,乳液和粉末样品颗粒分布的多用途仪器。
中国湖泊水体磷的赋存形态及污染治理措施进展
中国湖泊水体磷的赋存形态及污染治理措施进展摘要:湖泊是地球上重要的淡水资源,与人类生产密切相关,在流域自然物质循环以及社会经济和社会发展方面发挥着重要作用。
湖泊提供了多种功能,例如防洪、清洁水、气候调节、生物多样性养护、提供生物、水、航运和休闲旅行。
它们也是生态环境的重要组成部分,有助于平衡含水量、减少洪峰、地下水供应、气候调节等。
为维护区域生态安全作出贡献。
在过去50年里,湖泊的发展随着人类活动的增加和社会经济发展的增加而增加,湖泊生态系统的健康状况也在下降。
面对一系列环境问题,例如湖泊营养丰富、蓝藻的出现、大型水生植物的生物多样性、水生物多样性的减少和食物结构的简化,从而对区域的生态安全以及经济和社会发展产生重大影响.关键词:湖泊水体;磷污染;治理措施;引言随着社会经济的飞速发展和城市化进程的不断推进,湖泊富营养化问题尤为突出。
磷元素是导致湖泊富营养化的关键因子,去除湖泊中磷元素的主要形态-磷酸盐对于湖泊富营养化治理意义重大。
目前常用的除磷技术有化学沉淀法、生物处理法和吸附法。
化学沉淀法是通过药剂与磷酸盐形成沉淀达到除磷的目的,除磷效果容易受到水体pH的影响且药剂费用较高;生物处理法容易受到水体中COD影响;吸附法是通过吸附、离子交换等过程将水体中的磷转移到固体材料中达到除磷功效,其工艺操作简单,处理效果较好。
改性粘土、改性生物炭等在国内外除磷案例中应用较为广泛。
天然膨润土是以蒙脱石为主要成分的粘土矿物,因其具有较大的比表面积和较强的吸附能力而被广泛用于废水处理、土壤修复等领域。
1湖泊水体磷的赋存形态水中磷的存在形态影响其生物活性和在水环境中的迁移和转化。
深入了解磷的形态和含量分布有助于探讨磷在水中的迁移转化机制,制定相应的管理措施。
水体的磷浓度不是简单的输入、输出、沉淀、自净过程,而是受湖泊内外磷收支平衡、湖泊沉积物交换平衡、水体生物吸收、分解平衡等多种因素的控制。
水中磷的存在形式可以从物理和化学两个方面区分。
土壤磷库形态分析报告
土壤磷库形态分析报告磷是植物生长与发育必需的重要元素之一,它在土壤中的吸附与解吸过程对植物磷的有效利用起着关键性的作用。
为了了解土壤中磷的形态分布情况,本次实验对研究区土壤进行了磷库形态分析。
以下是对实验结果的详细描述和分析。
实验采集了研究区不同土层深度的土壤样品,共分为0-10cm、10-20cm和20-30cm三个深度层次。
样品收集后,首先对土壤样品进行了干燥处理,然后对干燥后的土壤样品进行了粉碎和筛分,获得了粒径小于2mm的土壤颗粒。
随后,采用了五步法对土壤磷形态进行提取和分析。
第一步是提取可溶性无机磷。
将1g土壤样品与20mL0.5mol/L NaHCO3溶液进行振荡提取,然后经过离心、滤液并加入酶解酶,最后用Mo-Sb抗坏血酸法测定提取液中的磷含量。
第二步是提取吸附态磷。
将经过第一步提取后的土壤残渣再次与60mL0.5mol/L NaHCO3溶液进行振荡提取,然后进行离心、滤液和酶解处理,最后用Mo-Sb抗坏血酸法测定提取液中的磷含量。
第三步是提取铝磷。
对于硅酸盐土壤,该步骤即为将经过第二步提取后的土壤残渣与40mL6mol/L HCl溶液进行振荡提取,然后进行离心、滤液和Mo-Sb抗坏血酸法测定提取液中的磷含量。
第四步是提取铁磷。
对于氧化性土壤,该步骤即为将经过第二步提取后的土壤残渣与40mL0.1mol/L NaOH溶液进行振荡提取,然后进行离心、滤液和ZnSO4-醋酸亚铁法测定提取液中的磷含量。
第五步是提取有机磷。
将经过第四步提取后的土壤残渣与HCl 溶液进行提取,然后用CaCl2和HCl溶液调节pH值,最后用总磷酸测定法测定提取液中的磷含量。
根据实验结果,我们可以得到不同形态磷的含量和分布情况,从而了解土壤中磷的有效性和吸附解吸特性。
通过对实验数据进行统计和分析,可以得出不同土壤深度的磷库形态差异、不同形态之间的相互转化关系等结论。
综上所述,本次土壤磷库形态分析实验通过提取和分析不同形态磷的含量,揭示了土壤中磷的分布和转化规律,为研究土壤磷的有效利用提供了重要依据。
颗粒磷形态四大分析方法
颗粒磷形态四大分析方法研究颗粒物或沉积物中磷的形态的一个非常重要的目的之一是定量生物颗粒可利用磷,不少研究结果[1-4]指出,悬浮物或沉积物中非磷灰石无机磷为潜在的生物可利用形态,这部分磷在总磷中的含量低者约为10%,高者可达80%.颗粒态磷的形态多种多样,包括不稳定或弱结合态P、水合铁氧化结合P、Ca结合P、有机P等。
分离和定量颗粒物和沉积物中各种P结合项最理想的方法是化学试剂提取法,X-射线衍射要求样品中P含量〉1%wt,而化学试剂提取法可测至0.005%wtP,且精密度可达到4%.试剂提取法又分为选择性化学试剂提取法和连续提取法。
在研究中多为连续提取法。
Chang and Jackson在1957年,Hieltjes-Lijklema在1980年, Psnner在1984年, Daessle LW在1995年, Ruttenberg在1992年, Jensen在1993年和1998年, 分别提出了不同的分析颗粒态磷的方法,其中很多是在前人基础上对细节的改进。
归纳总结一下大体可以分为Hieltjes-Lijklema(1980)方法,Ruttenberg(1992)方法或称SEDEX方法、Golterman(1996)方法或称EDTA方法和SMT方法(1998)四大类,并总结了四种方法的优缺点。
一、Hieltjes-Lijklema(1980)方法:4步曾经被广泛应用的四步连续提取法:对50mg颗粒物进行提取,以25ml 2M NH4Cl对50mg颗粒物进行提取,提取出弱结合态磷(PH=7),以25mL0.1N NaOH 提取,提取出铁及铝结合磷;以25 mL 0.5MHCl提取出钙、镁结合态磷;以K2S2O8/H2SO4对上述提取后的残渣进行硝化,提取出了残余态有机磷;酸及碱提取液中会含有部分的有机磷,此部分有机磷可通过硝化成为无机磷的方法进行测量,优点:方法对于钙质沉积物中磷的形态是一个有效的技术,缺点:然而前两步的提取解释必须注意,但测量结果重现性很差。
土壤中氮和磷的形态提取方案
土壤中氮和磷的形态提取方案一、磷磷以无机磷和有机磷两大类形式存在,其中无机磷的存在形式可以进一步分为易交换态磷或弱吸附态磷、铝结合磷、铁结合磷、闭蓄态磷、钙结合磷、原生碎屑磷。
也有学者将无机磷分为可溶性磷、铁结合态磷、铝结合态磷、钙结合态磷、闭蓄态磷。
由于有机磷分离和鉴定困难,因此许多学者将有机磷看作一个形态。
1、砂质土壤中水溶性磷提取方法的比较目前,水溶性磷的提取方法和条件还没有统一,常用的提取剂除去离子水外,还有0.01 mol·l-1CaCl的中性盐。
用去离子水直接提取时,因电介质浓度太低,提取物经离心后仍可保留较多的细胶体,这些细胶体不能通过普通滤纸过滤而消除,必须采取0.45μm微孔膜过滤才能有效地去除胶体物质,因此,许多研究采用稀溶液来替代去离子水来提取水溶性磷。
但当土壤溶液中引入高浓度的钙离子时,溶液中的正磷酸根可与Ca离子作用形成溶解度较低的化合物,这可能会影响土壤水溶性磷的提取效果,而采用稀KCl可能避免这一问题。
用0.02 mol·l-1KCl提取水溶性磷操作方便,提取量与用去离子水提取0.451μm微孔膜过滤的磷接近,是砂质土壤水溶性磷较为理想的提取方法。
而用去离子水提取仅过普通滤纸因滤液中残留胶体可使水溶性磷提取量偏高,用0.01 mol·1-1CaCl2提取,因ca2+浓度较高,可抑制土壤磷素的释放,使水溶性磷提取量偏低。
2、磷形态顺序提取分析方法许多磷形态化学顺序提取法得到了运用。
它的原理是利用不同化学浸提剂的特性,将沉积物中各种形态的无机磷加以逐级分离。
它的原理是利用不同化学浸提剂的特性,将沉积物中各种形态的无机磷加以逐级分离。
是在Tessier等研究结果基础上发展起来的顺序提取方法——BCR顺序提取方法。
欧共体标准物质局(BCR,现名欧共体标准测量与检测局)为解决由于不同的学者使用的流程各异、缺乏一致的实验步骤和相关标准物质、世界各地实验室的数据缺乏可比性等问题,欧盟委员会通过建立标准,测量和测试框架发起了一个综合性项目,主要目的是:①设计一个合理的顺序提取流程;②测试内部试验研究中所选用的流程;③鉴定沉积物标准物质中的磷元素。
磷元素的测定方法
5.1概述土壤全磷(P)量是指土壤中各种形态磷素的总和。
我国土壤全磷的含量(以P,g·kg-1表示)从第二次全国各地土壤普查资料来看[1],大致在0.44-0.85g·kg-1范围内,但最高可达1.8g·kg-1,低的只有0.17g·kg-1。
南方酸性土壤全磷含量一般低于0.56g·kg-1;北方石灰性土壤全磷含量则较高。
土壤全磷含量的高低,受土壤母质、成土作用和耕作施肥的影响很大。
一般而言,基性火成岩的风化母质含磷多于酸性火成岩的风化母质。
我国黄土母质全磷含量是比较高的,一般均在0.57—0.70g·kg-1之间。
另外,土壤中磷的含量与土壤质地和有机质含量也有关系,粘土含磷多于砂性土,有机质丰富的土壤含磷亦较多。
磷在土壤剖面中的分布,耕作层含磷量一般高于底土层。
大量资料的统计结果表明,我国不同地带的气候区的土壤其速效磷含量与全磷含量呈正相关的趋势。
在全磷含量很低的情况下(P 0.17—0.44g·kg-1以下),土壤中有效磷的供应也常感不足,但是全磷含量较高的土壤,却不一定说明它已有足够的有效磷供应当季作物生长的需要,因为土壤中磷大部分成难溶性化合物存在。
例如我国大面积发育于黄土性母质的石灰性土壤,全磷含量均在0.57—0.79g·kg-1之间,高的在0.87g·kg-1以上,但由于土壤中大量游离碳酸钙的存在,大部分磷成为难溶性的磷酸钙盐,能被作物吸收利用的有效磷含量很低,施用磷肥有明显的增产效果。
因此从作物营养和施肥的角度来看,除全磷分析外,特别要测定土壤中有效磷含量,这样才能比较全面地说明土壤磷素肥力的供应状况。
土壤中磷可以分为两大类,即无机磷和有机磷。
矿质土壤以无机磷为主,有机磷约占全磷的20—50%。
土壤有机磷是一个很复杂的问题,许多组成和结构还不清楚,大部分有机磷,以高分子形态存在,有效性不高,这个问题一直是土壤学中一个重要的研究课题。
沉积物中磷的赋存形态及磷形态顺序提取分析方法_许春雪
岩矿测试 http: ∥www. ykcs. ac. cn
2011 年
European Commission when they developed the phosphorus reference materials in sediments: namely,the Williams method,Hieltjes-Lijklema method,Ruttenberg method and Golterman method. It summarizes the domestic and foreign scholars applied extractable method and determination method about phosphorus in sediments. The domestic scholars application methods are based on the foreign scholars used methods,expounding the geochemical significance of sequential extraction methods. Also reviewed are the release mechanism of phosphorus in sediments. Establishing sediments-phosphorus in water migration,circulation and transformation model which have great significance has been proposed because it could solve the problem of eutrophication fundamentally. Key words: phosphorus speciation; sediments; sequential extraction; eutrophication
沉积物中磷的化学提取分析方法_刘素美
不 同提取 方法 虽然所 选择 的 提取剂不同 , 但基本上将沉积物中 P 的形态分为不稳定态 P , Fe/Al 结 合态 P , Ca 结合态 P , 有机结合态 P 等 , 以下对不同提取剂对各种 P 形 态提取的差异进行分析 。
3 .1 可交换态 P 和弱结合或 不稳定结合态 P
* 山东省自然科学基金资助项目 Y98 E06077 号 , 国家重点基础研究专项 经费资助项目 G1999043705 号和国家 自然科学基金资助项目 49525609 号。 收稿日期:2000- 01-06; 修回日期:2000- 02-10
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(本文编辑 :刘珊珊)
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海洋科学/2001 年/第 25 卷/第 1 期
Jensen 等 1993 年 的 5 步 形 态 分 析方 法 较 以 前 方 法 有所 改 进 : (1)用 0 .46 mol/L NaCl 代替 1 mol/L NH4Cl , 因 1 mol/L NH4Cl 使部分 Ca 结合 P 溶解 ;(2)各步间用 NaCl 洗 涤以克服 P 的再吸附 。提取第 2 步 若元 素 S 不沉 淀或 加入 试剂 后 形 成沉淀 , 钼兰络合物需用 95 %己醇 和 5%异丙醇 混合物 萃取 , 于 690 nm 测 定 。 Jensen 等 根 据 Jensen 等 1993 年和 Ruttenberg 1992 年修改的 方法适用于碳酸盐沙质沉积物 [5] 。
水环境中磷的赋存形态及其分析方法研究进展
2010年10月October2010岩 矿 测 试ROCKANDMINERALANALYSISVol.29,No.5557~564收稿日期:2010 05 10;修订日期:2010 07 16基金项目:国家自然科学基金资助项目(40103009,40573044);四川省杰出青年基金资助项目(20060616004);四川省学术与技术学科带头人基金资助项目([2005]390);国土资源地质大调查———地下水污染测试技术研究项目资助(1212010634607)作者简介:吴怡(1982-),男,四川成都人,博士研究生,从事环境污染化学方面研究。
E mail:yeen.wu@gmail.com。
通讯作者:邓天龙(1966-),男,四川仪陇人,教授,博士生导师,从事矿产资源综合利用和环境污染化学研究。
E mail:tldeng@isl.ac.cn。
文章编号:02545357(2010)05055708水环境中磷的赋存形态及其分析方法研究进展吴 怡1,邓天龙1,2,3 ,徐 青1,郭亚飞1,2,廖梦霞1(1.成都理工大学材料与化学化工学院,四川成都 610059;2.天津科技大学海洋科学与工程学院,天津 300457;3.中国科学院盐湖研究所,青海西宁 810008)摘要:文章归纳总结了近年来国内外在水环境中磷的赋存形态这一领域的研究进展,着重介绍了水体和沉积物中磷赋存形态的分类、不同形态磷的前处理及其提取、分析测定方法,概括了其研究现状,并对以后的发展趋势作了展望。
这对于深入揭示水环境中磷的赋存形态及其环境与生物地球化学循环有着重要的指导意义。
关键词:水环境;沉积物;磷;赋存形态中图分类号:X830.2;O655.6;O613.62;P641 文献标识码:AResearchProgressonSpeciationAnalysisofPhosphorusinAquaticEnvironmentWUYi1,DENGTian long1,2,3 ,XUQing1,GUOYa fei1,2,LIAOMeng xia1(1.CollegeofMaterials,ChemistryandChemicalEngineering,ChengduUniversityofTechnology, Chengdu 610059,China;2.SchoolofMarineScienceEngineering,TianjinUniversityofScience andTechnology,Tianjin 300457,China; 3.QinghaiInstituteofSaltLakes,ChineseAcademyofSciences,Xining 810008,China)Abstract:Progressesonstudyofphosphorusspeciesanditsspeciationanalysisintheaquaticenvironmentwerereviewed.Theclassificationonphosphorusspeciesinaquaticenvironmentandsediments,pretreatmentandsequentialextractionproceduresforvariousphosphorusspeciesandtheanalyticalmethodsforphosphorusspecieswereemphaticallyintroduced.Theapplicationsforthephosphorusspeciationanalysisweresummarizedandthedevelopmenttrendsinthisareaarealsoprospected.Inall,itissignificantlyimportantforunderstandingthephosphorusspeciesexistedandthebiogeochemicalcycleofphosphorusinaquaticenvironment.53referenceswerecited.Keywords:aquaticenvironment;sediment;phosphorus;speciation 磷是水生生态系统重要的生源要素之一,是动植物包括藻类生长、提供细胞能量不可缺少的营养元素[1-2],也是细胞内一切生物化学作用的能量来源。
土壤中磷的存在形态
土壤中磷的存在形态磷是作物必需的重要营养元素之一,也是农业生产中最重要的养分限制因子。
在磷未被作为肥料应用于农业之前,土壤中可被植物吸收利用的磷基本上来源于地壳表层的风化释放以及土壤形成过程中磷在土壤表层的生物富集。
农业中磷肥的应用在很大程度上增加了土壤磷素肥力,为农业生产带来了巨大的效益。
但随着磷肥的长期大量广泛地施用,在改变土壤中磷的含量、迁移转化状况和土壤供磷能力的同时,也增加了土壤磷素向水环境释放的风险,许多有毒有害的重金属元素也随磷肥的施用进入土壤和水体。
因此为了管理好磷以提高植物生产的经济效益和保护环境,需要了解土壤中存在的不同形态的磷的性质,以及在土壤内或更大的环境中不同形态磷之间的相互作用。
土壤中的磷按其赋存形态可分为无机磷和有机磷。
一、土壤有机磷土壤有机磷含量的变幅很大,可占表土全磷的20%~80%。
在我国有机质含量2%~3%的耕地土壤中,有机磷占全磷的25%~50%。
受严重侵蚀的南方红壤有机质含量常不足1%,其有机磷占全磷的10%以下。
东北地区的黑土有机质含量高达3%~5%,其有机磷可占全磷的2/3。
黏质土的有机磷含量要比轻质土多。
对于土壤中有机磷化合物形态组成,目前大部分还是未知的,在已知的有机磷化合物中主要包括以下3种。
1.植素植素即植酸盐,是由植酸(又称环己六醇磷酸盐)与钙、镁、铁、铝等离子结合而成,普遍存在于植物中,植物种子中特别丰富。
中性或碱性钙质土中形成植酸钙、植酸镁居多,酸性土壤中以形成植酸铁、植酸铝为主。
它们在植素酶和磷酸酶作用下,分解脱去部分磷酸离子,为植物提供有效磷。
植酸钙、植酸镁的溶解度较大,可直接被植物吸收;而植酸铁、植酸铝的溶解度较小,脱磷困难,生物有效性较低。
土壤中的植素类有机磷含量由于分离方法不同,所得结果不一致,一般占有机磷总量的20%~50%。
2.核酸核酸是一类含磷、氮的复杂有机化合物。
土壤中的核酸与动植物和微生物中的核酸组成和性质基本类似。
各形态磷的分级提取方法
Fe-P
Al-P提后残渣加30 mL 0.1mol/L NaOH、0.5 mol/LNa2CO3混合提取液振荡提取(200r/min)4h,离心获取提取液,再以30mLБайду номын сангаас离子水提取1h,合并提取液(共60ml),加入1ml浓硫酸(共61ml),取用钼锑抗法测定提取液中磷浓度.同时用提取液作空白试验。
闭蓄态磷
Oc—P
Fe—P提后残渣加入24mL柠檬酸钠(0。3mol/L)、NaHCO3(1mol/L)及0。675gNa2S2O4配成的混合提取剂(pH7.6),搅拌15min后加入6mLNaOH(0.5mol/L),振荡提取8h,离心获取提取液,以30 mL去离子水漂洗提取1h,合并提取液共60ml,取提取液用钼锑抗法测定(需要消解)同时用提取液作空白试验。
De-P
ACa—P提后残渣加入30mL 1mol/L HCl振荡提取16h,离心,再以去离子水漂洗残渣一次,合并提取液,测定提取液中磷浓度。同时用提取液作空白试验。
有机磷
Or—P
De-P提后残渣转移到瓷坩锅中,烘干,马弗炉中550℃灰化2h,冷却后加入30mL 1mol/L HCl振荡16h,离心,测定提取液中磷浓度。同时用提取液作空白试验。
铝结合磷
Al—P
Ex—P提后残渣加30mL0.5mol/LNH4—F(pH 8。2)振荡(200r/min)1h,离心(约3500r·min-1,8min)获取提取液,再以30mL去离子水提取1h,合并提取液,吸取上述浸出液于100mL容量瓶中,加入10mL1mol·L-1H3BO3溶液和10ml1mol·L—1HCl,取用钼锑抗法测定,同时用提取液作空白试验.
自生磷
ACa—P
Oc-P提后残渣加入30mL 1mol/L NaAC—HAC(pH=4),振荡提取6h,离心获取提取液,再以30mL 1mol/LMgCl2(PH=8)提取2h,然后以30mL去离子水提取1次,合并提取液(共90ml),用钼锑抗法直接测定提取液中磷浓度。同时用提取液作空白试验。
磷的研究
摘要:磷是水体浮游藻类生长和造成湖泊水体富营养化的重要控制因子之一,磷在表层沉积物中的赋存形态及其释放特性对于湖泊富营养化具有重要的影响。
本研究以水体表层沉积物为研究对象,研究表层沉积物的理化特征和磷的形态赋存特征,以及pH、扰动等环境条件对表层沉积物中磷释放的影响,以此探究了表层沉积物中磷的潜在释放对水体富营养化的影响。
在磷营养限制性湖泊,表层沉积物中的磷主要以无机磷的形式存在,各形态无机磷包括Cl-P,生物可利用磷在沉积物中的含量较高。
pH对内源P释Ca-P、Res-P、Al-P+Fe-P、NH4放的影响实验发现沉积物磷释放量整体表现出:碱性条件>酸性条件>中性条件。
在中性条件下,沉积物中的磷相对比较稳定,不易释放到水体中。
与中性条件相比,在酸性条件下,沉积物中磷的释放量因钙磷溶解有所增加;而在碱性条件下,因铁磷交换作用,沉积物中的磷向水体释放量较大。
扰动对沉积物中的TP的释放具有较大的影响,TP的释放量和释放速率均存在随着扰动强度的增大而呈显著增加的趋势。
扰动导致的沉积物的再悬浮并不会明显改变上覆水的酸碱环境,但是会促进易溶性阳离子的释放。
关键词:水体;表层沉积物;磷释放风险;富营养化1、问题的提出及研究意义水体富营养化是由于湖泊接纳过量的氮、磷等营养物质,使藻类等水生生物异常繁殖,水体透明度和溶解氧量降低,加速水体老化,使水体的生态系统和生态功能受到阻碍、破坏。
有关水体富营养化现象和水华爆发机制的研究在很大程度上依赖于对湖泊上覆水–沉积物界面营养盐,特别是营养限制因子——磷和氮的生物地球化学过程特点的理解和认识。
从外部输入湖泊中的磷以可溶性和不溶性的混合物进入水体,被动植物吸收利用或通过吸附、沉积作用转移到沉积物中,沉积物成为湖泊中重要的磷蓄积库,进入沉积物的磷不只是简单堆积,当温度、溶解氧、风浪扰动和光照等环境条件适宜时,沉积物中的磷进入沉积物间隙水中,进而通过扩散作用到上覆水体重新参加循环,因此,磷成为水体浮游藻类生长和造成湖泊水体富营养化的最重要控制因子之一,在富营养化的过程中起着十分重要的作用。
磷的存在方式与分析方式的心得报告1
磷的存在方式与分析方式的心得报告磷的存在方式在天然水体和废水中,磷几乎都以各种磷酸盐类的型态存在,他们可以分为正磷酸盐、缩合磷酸盐(焦磷酸盐、偏磷酸盐和多磷酸盐)和有机结合的磷(如磷脂等),他们存再于水溶液中,腐殖质粒子中和水生生物中。
一般天然水体中磷酸盐的含量不高。
化肥、冶炼、合成洗涤剂等行业的工业废水及生活污水中含有较多的磷存在。
磷是生物生长必须的元素之一。
但水中含磷量过高时(如超过0.2mg/L),则可能造成藻类过度的繁殖,甚至数量上达到有害的程度(称为富营氧化或优氧化),此时则会造成湖泊、河流等水体的透明度降低,水质变坏。
所以磷是评价水质的重要指标之一。
磷的分类与分析方式磷在大自然中是普遍存在的一种元素,在动植物身上有一定比例的存在并且起到重要的作用,例如磷与钙组合而成的磷灰石就是构成人类骨骼与牙齿的重要成分之一,就算成年后骨骼与牙齿停止生长,但其中的钙与磷也会以每年大约20%的比例更新。
在植物身上磷更是起到促进成长、促进结果以及抗寒耐热的作用。
磷通常以磷酸盐类的形态存在于环境中,在一般水域或生活用水及工业废水中的磷可分为溶解状态与颗粒状态,其分析方式有所不同必须按其存在的形式与分析目的来选择,按照(GB11893-89总磷测定钼酸铵分光亮度法)可分别测定总磷、溶解性正磷酸和溶解性总磷,如下图所示水体或水样中除了水通常还会有悬浮物或颗粒物等杂质的存在,所以水样经过消解(利用强氧化剂分解水中悬浮物及颗粒物)后分析化验可直接得到水中总磷(总磷酸盐)的含量。
水样经过0.45μ的过滤装置过滤后分析化验可得到可溶性正磷酸盐(溶于水中的磷酸盐类)的含量。
水样先以0.45μ的过滤装置过滤,再使用强氧化剂消解后分析化验得到的是可溶性总磷酸盐(溶于水中以及0.45μ以下的悬浮物或颗粒物的磷酸盐类)的含量。
简单来说1、水样经过消解后分析化验后得到的是样本中所有磷的含量。
2、水样先过滤后直接分析化验得到的结果是溶于水中的磷含量。
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颗粒磷形态四大分析方法
研究颗粒物或沉积物中磷的形态的一个非常重要的目的之一是定量生物颗粒可利用磷,不少研究结果[1-4]指出,悬浮物或沉积物中非磷灰石无机磷为潜在的生物可利用形态,这部分磷在总磷中的含量低者约为10%,高者可达80%.
颗粒态磷的形态多种多样,包括不稳定或弱结合态P、水合铁氧化结合P、Ca结合P、有机P等。
分离和定量颗粒物和沉积物中各种P结合项最理想的方法是化学试剂提取法,X-射线衍射要求样品中P含量〉1%wt,而化学试剂提取法可测至0.005%wtP,且精密度可达到4%.试剂提取法又分为选择性化学试剂提取法和连续提取法。
在研究中多为连续提取法。
Chang and Jackson在1957年,Hieltjes-Lijklema在1980年, Psnner在1984年, Daessle LW在1995年, Ruttenberg在1992年, Jensen在1993年和1998年, 分别提出了不同的分析颗粒态磷的方法,其中很多是在前人基础上对细节的改进。
归纳总结一下大体可以分为Hieltjes-Lijklema(1980)方法,Ruttenberg(1992)方法或称SEDEX方法、Golterman(1996)方法或称EDTA方法和SMT方法(1998)四大类,并总结了四种方法的优缺点。
一、Hieltjes-Lijklema(1980)方法:4步
曾经被广泛应用的四步连续提取法:对50mg颗粒物进行提取,以25ml 2M NH4Cl对50mg颗粒物进行提取,提取出弱结合态磷(PH=7),以25mL0.1N NaOH 提取,提取出铁及铝结合磷;以25 mL 0.5MHCl提取出钙、镁结合态磷;以K2S2O8/H2SO4对上述提取后的残渣进行硝化,提取出了残余态有机磷;酸及碱提取液中会含有部分的有机磷,此部分有机磷可通过硝化成为无机磷的方法进行测量,优点:方法对于钙质沉积物中磷的形态是一个有效的技术,缺点:然而前两步的提取解释必须注意,但测量结果重现性很差。
二、Ruttenberg(1992)5步方法[5]:
对0.5g颗粒物进行提取50mL1MMgCL2(pH=8)提取弱结合态磷;柠檬酸钠+1M碳酸氢钠+0.5625g连二亚硫酸钠(CDB),提取出铁结合态磷(PH=7.6);醋酸钠缓冲液(pH=4),提取出自生磷灰石、生源磷灰石、碳酸钙结合态磷;1MHCL,碎屑磷及其它无机磷;550℃下灼烧16个小时后以1MHCL提取,提取出有机磷。
优点:首次将海源的自生钙氟磷灰石和非海源火成或变质碎屑磷灰石分开;成功地将软体动物壳表面水合Fe氧化物膜结合P与壳的矿物相P或壳的有机介质结合P分开。
缺点:前几步部分有机磷被提取出来;使用该法时要注意颗粒粒径大小、固液比、振荡等条件。
三、为了使磷的形态分析有一个统一的标准,使各地区各实验室的分析结果能够相互比较
标准测量及测试组织(欧洲局)发起了统一磷形态分析方法和生产磷形态分析标样的计划。
经过讨论并在欧洲20个实验室的实验,这个改进后的Williams 方法[6]被推荐为磷形态分析的方法。
颗粒物以1MNaOH提取16小时后,提取液经4.5MHCL中和后测量——非磷灰石结合态无机磷酸盐,残渣经1MHCL提取16小时后对提取液测量——磷灰石结合态磷;颗粒物经1MHCL提取16小时后,对提取液进行测量——无机
磷,残渣450℃下灼烧1小时后以1MHCL提取16小时,对提取液进行测量——有机磷;颗粒物在450℃下灼烧1小时后以3.5MHCL提取16小时,对提取液进行测量——总磷。
四、EDTA法:
缺点:NaOH对磷的提取不具有专一性,由于有机磷的水解其浓度及提取时间均影响到了提取液中磷的浓度。
NaOH提取液中的非活性磷主要为肌醇六磷酸及腐殖质中的磷酸盐。
没有把铁结合态磷和弱吸附态磷分开[7]。
参考文献
[1]Hegemann D A ,Determination of algal-available phosphorus on soil and sediment: A Review and analysis, J. Environ, Qual.,1983,12(1):12~17.
[2].Dorich R A ,Nelson D W, Sommers L E.Estimating algal availability of phosphorus in suspended sedment by chemical extraction .J Environ.Qual.,1985,14(3):400~404..
[3] Wiltshire K H. Potential bioavailable phosphorus in sediments of the River Elbe in North Germany,Arch. Hydrobiol.,1990,75(2):281~297.
[4] Krogstad T and Lovstad O ,Available soil phosphorus for planktonic blue-green algal in eutrophiic lake water samples. Arch,Hydrobiol.,1991,122:117~128.
[5] Ruttenberg KC, Development of a sequential extraction method for different forms of phosphorus in marine sediments, Limbol. Oceanogr. 37(7),1460-1482.
[6] Pardo P et al. Shortened screening method for phosphorus fractionation in sediments A complementary approach to the standards, measurements and testing harmonized protocol, Analytica Chimica Acta 508(2004) 201-206.
[7] Kassila J et al. Sequential extractions of inorganic and org-Phosphate from fish pond sediments (Deroua station, Beni Mellal, Morocco) by different fractionation methods, Hydrobiologia 431:51-58,2000.。