环境分析化学教案第5章..doc

课程名称：授课专业：工程 本节内容： 授课班级：海洋学院 级 班 授课时间： 教学目的 。 重点难点 授 课 内 容 一、化学形态概念 化学形态 (chemical speciation)4个方面，有可能分别表现出不同的生物毒性的环境行为。是化学形式和物理分散态的统称。 元素的化学形态分析, , 包括游离态、共价结合态、配合配位态、超分子结合态等定性和定量的分析。 分级分析（Fractionation）：指根据其物理性质（如颗粒大小、溶解度）或化学性质（如键和、反应活性）进行分级的过程。 该法常用在土壤和沉积物的物理形态分析中，也用于水和大气颗粒物的物理形态分析中。在土壤和沉积物中元素可以： 1）存在于颗粒物表面的离子交换位； （2）吸附在颗粒物表面； （3）以沉淀物形式存在； （4）以共沉淀形式存在，特别是与无定形铁和锰氧化物的形式存在； （5）与有机分子形成配合物； （6）形成被包裹态； （7）进入矿物的晶格。 环境分析化学教案 授 课 内 容 Tessier法（ Tessier etal.，Anal. Chem. 1979, 51：844） 按照该方法，沉积物或土壤中金属元素的形态分析可以分为：-锰氧化物结合态；④有机物结合态；⑤残渣态。 BCR法（Quevauviller Ph etal.，Intern. J Environ. Anal. Chem., 1993, 51：231） 即1992European Community Bureau of Reference，BCR）组织35个欧洲实验室致力于土壤和沉积物中金属元素的物理形态分析方法的研究。他们提出了三步提取法（BCR法），及： ①水溶态、 交换态及碳酸盐结合态； ②铁锰氧化物结合态； ③有机物及硫化物结合态。 土壤、沉积物及大气和水中的颗粒物用分级萃取分离以后，再进行不同级分中痕量元素的分析。 从不同的化学过程与生化过程的角度考虑，这种形态分析是极其重要的。 -吸附现象。 ②碳酸盐结合态：有关研究显示，土壤和沉积物中痕量金属元素的浓度与其中的碳酸盐密切相关，且这一部分易受pH ③铁-锰氧化物结合态：众所周知，作为黏结物，铁及锰的氧化物存在于颗粒物之间，或成为颗粒物的膜，这些氧化物是痕量金属元素非常好的清除剂，且在缺氧条件下（低的氧化还原电位）热不稳定。 ④有机物结合态：痕量金属可能被吸附或键合到生物体、生物体的碎屑、或有机物在矿物颗粒的膜上，以及是天然有机物（腐殖酸和富里酸）的络合性和胶溶性，还有某些生物体对特定痕量金属元素的富集现象。在氧化或某些条件下，这些生物体（有机物）会降解，导致金属元素的释放。 授 课 内 容 残渣态：除去以上四部分，样品中的剩余固体部分主要为矿物或次生矿物，金属元素存在于它们的晶格结构中，这些金属元素在天然环境条件下是不会自动释放出来的。 Tessier1g土壤） 步骤 元素 分级 试 剂 体积 （ml） 温度（℃） 萃取时间 1 可交 换态 1mol/L CH3COONa（pH 8.2） 8 室温 搅拌1h 2 碳酸盐态 1mol/L CH3COONa，用醋酸调pH=5.0 8 室温 搅拌，到完全萃取 3 Fe-Mn氧化物结合态 0.04mol/L NH2OH·HCl（25%的HOAc（V/V）中） 20 96±3 搅拌，至预计自由态氧化铁完全溶解） 4 有机物结合态 30%H2O2（0.02 mol/L HNO3调pH 2 ） 30%H2O2（0.02 mol/L HNO3调pH 2 ） 3.2mol/L NH4OAc（20% HNO3 （V/V）） （最后稀释至20ml） 5 3+3 5 85±2 85±2 室温 搅拌2h 间歇搅拌3h 连续搅拌30min 授 课 内 容 BCR1g土壤） 步骤 元素分级 试 剂 体积 （ml） 温度（℃） 萃取时间 1 水溶态、可交换态、碳酸盐结合态 0.11mol/LCH3COOH 40 22±5 振荡16h（过夜） 2 Fe-Mn氧化物结合态 0.1mol/LNH2OH·HCl用硝酸酸化（pH 2） 40 22±5 振荡16h（过夜） 3 有机物和硫化物结合态 8.8mol/LH2O2 8.8mol/LH2O2 1mol/LNH4OAc