一种分析土壤对Cd制造技术

本发明专利技术公开了一种分析土壤对Cd

【技术实现步骤摘要】
一种分析土壤对Cd2+吸附性能影响的方法
本专利技术涉及土壤重金属污染修复领域，具体涉及一种分析土壤对Cd2+吸附性能影响的方法。
技术介绍
随着人类活动的广泛开展包括化肥的施用、污泥农用、污水灌溉、矿山开采、冶金冶炼、大气沉降、固体废物不当处置等，使得重金属在土壤中大量积累。对于人体而言，镉是非必需元素，且极易通过食物链传递的方式被人体吸收并在人体内积累，从而对呼吸道产生刺激，甚至对肾脏、骨骼造成危害。一般而言，人体会通过膳食、烟、气、水体等方式受到Cd2+暴露的威胁。据报道，在中国仅由于污水灌溉形成Cd2+污染耕地就超过1.2万公顷，每年产生5万吨“镉米”。因此，农田Cd2+污染形势严峻，严重威胁粮食安全。农田Cd2+污染的治理修复成为政府和民众迫切关注的问题。中国是水稻种植大国，秸秆资源丰富。然而，水稻秸秆资源利用率较低，水稻秸秆用于燃烧和其他处理的比例最大，几乎达到水稻秸秆总量的50％，且易造成严重的环境污染。尽管秸秆还田对土壤中重金属的影响方面已经开展较多研究，但是秸秆还田对土壤中Cd2+的生物有效性和形态变化的影响尚存在争议，并且这些研究多基于对宏观现象的描述，对作用机理的阐述尚不清楚。因此针对我国目前农田土壤Cd2+污染严重，土壤环境质量恶化，粮食生产安全受到威胁的现状，亟需分析秸秆还田对Cd2+在土壤中的分配和迁移性能，探讨其对Cd2+在土壤中的形态转化机制。由此需要对秸秆还田方式进行优化，以便进行农田Cd2+污染的治理，保障农产品粮食安全，增加农作物产量，解决我国粮食“危机”。>
技术实现思路
本专利技术针对现有秸秆还田对土壤中Cd2+的生物有效性和形态变化影响的研究存在争议，并且这些研究多基于对宏观现象的描述，对作用机理的阐述尚不清楚的问题，提出了一种分析土壤对Cd2+吸附性能影响的方法，具体技术方案如下：一种分析土壤对Cd2+吸附性能影响的方法，依次包括以下步骤：S1：采集不同种类的土壤样品，并对土壤样品进行风干、磨碎、过筛，然后分析土壤样品的基本理化性质；S2：对秸秆进行不同方式处理，并将不同方式处理后的秸秆按不同用量分别与不同种类的土壤样品混合，然后向混合样品中加入Cd2+溶液的储备液以及电解质溶液；S3：依次对混合样品进行振荡、离心以及过滤后得到混合固体样品，对所述混合固体样品内的Cd2+含量进行测量；S4：对测量获得的数据采用Freundlich、Langmuir和D－R(Dubinin－Radushkevich)模型进行拟合；S5：将不同秸秆处理方式中最大秸秆用量下吸附量最高的混合固体样品清洗后冷冻干燥、研磨均匀，然后进行XRD和FTIR测定；S6：取研磨均匀后的混合固体样品过筛，并对过筛后混合固体样品进行Leleyter连续形态提取。作为优选，步骤S6中Leleyter连续形态提取依次包括以下步骤：S6－1：向过筛后的混合固体样品中添加去离子水，然后震荡30min，使其成为水溶态，并测量Cd2+含量；S6－2：继续添加Mg(NO3)2，然后震荡2h，使其成为交换态，并测量Cd2+含量；S6－3：继续添加经过HOAc调节且pH值为4.5的NaAc，然后震荡5h，使其成为碳酸盐结合态，并测量Cd2+含量；S6－4：继续添加NH2OHHC1，然后震荡30min，使其无定形氧化锰结合态，并测量Cd2+含量；S6－5：继续添加H2C2O4－0.2M(NH4)2C2O4，然后震荡4h，使其成为无定形氧化铁结合态，并测量Cd2+含量；S6－6：继续添加H2C2O4－0.2M(NH4)2C2O4－抗坏血酸溶液(pH3)，然后震荡30min，使其成为晶体形氧化铁结合态，并测量Cd2+含量；S6－7：继续添加HNO3以及H2O2，并震荡5h，使其成为第一有机结合态，并测量Cd2+含量；S6－8：继续添加NH4OAc[20％(V/V)HNO3]，然后震荡30min，使其成为第二有机结合态，并测量Cd2+含量；S6－9：继续添加，HCl、HNO3以及HClO4，使其成为残渣态，并测量Cd2+含量。作为优选，所述交换态、碳酸盐结合态、无定形氧化锰结合态、无定形氧化铁结合态以及残渣态的震荡温度为19－21℃；所述晶体形氧化铁结合态、第一有机结合态以及第二有机结合态的震荡温度为79－81℃。作为优选，步骤S5中XRD和FTIR测定以及步骤S6中Leleyter连续形态均需准备不添加秸秆的土壤样品作为对照样品，所述对照样品需用去离子水清洗并冷冻干燥以及研磨均匀。作为优选，步骤S2中秸秆处理方式包括不添加秸秆、原秸秆、秸秆直接焚烧以及发酵秸秆。作为优选，发酵秸秆的发酵步骤为：将发酵剂与去离子水混匀搅拌，然后将秸秆放入烧杯中，并向烧杯中放入发酵剂。作为优选，所述发酵秸秆的发酵时间为一个星期，且所述发酵秸秆需每48小时翻动一次。作为优选，所述秸秆直接焚烧的焚烧步骤为：用坩埚盖上铝箔并在铝箔上放入秸秆，再放入无水乙醇，然后用打火机点火焚烧，焚烧后再焖即得到全黑的秸秆灰。作为优选，步骤S1中所述土壤样品包括黑土、水稻土、砖红壤以及红壤。作为优选，步骤S1中土壤的基本理化性质分析依次包括以下步骤：S1－1：在温度为25度的环境中，对土水比为1：2.5的悬液体系中对pH和电导率进行测定；S1－2：通过连二亚硫酸钠－柠檬酸－碳酸氢钠(DCB)法提取并测定游离态氧化铁(Fe2O3)；S1－3：通过重铬酸钾－硫酸油浴法(170－180游)测定土壤有机质(SOM)；S1－4：通过EDTA－乙酸铵交换方法提取测定阳离子交换量(CEC)。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过对不同处理方式下秸秆还田对污染土壤中Cd2+的有效性的影响分析以及不同处理方式下秸秆对我国典型农田土壤对Cd2+固定机制的探讨，以便于研究人员在后续土壤修复过程中筛选出秸秆还田的最优条件，探索秸秆还田的最佳方式，并对秸秆还田的方式进行优化，以期改善土壤环境质量、降低土壤中Cd2+活性，保障农产品质量安全。附图说明图1为不同秸秆处理下不同初始添加量体系的pH值的统计图；图2为Cd(II)在不同秸秆处理下在不同土壤上的固液分配系数的统计图；图3为3.0％不同秸秆还田方式处理下Cd在不同土壤上吸附的红外图谱；图4为3.0％不同秸秆还田方式处理下Cd在不同土壤上吸附的XRD图谱；图5为不同秸秆还田方式处理下Cd在水稻土上吸附样品的形态提取结果的统计图；图6为不同秸秆还田方式处理下Cd在砖红壤上吸附样品的形态提取结果的统计图；图7为不同秸秆还田方式处理下Cd在红壤上吸附样品的形态提取结果的统计图；图8为不同秸秆还田方式处理下Cd在黑土上吸附样品的形态提取结果的统计图；图9为经不同秸秆还田方式处理培养的镉污染土壤1个月中Cd水溶态和残渣态形态提取结果统计图；...

【技术保护点】
1.一种分析土壤对Cd

【技术特征摘要】
1.一种分析土壤对Cd2+吸附性能影响的方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
S1：采集不同种类的土壤样品，并对土壤样品进行风干、磨碎、过筛，然后分析土壤样品的基本理化性质；
S2：对秸秆进行不同方式处理，并将不同方式处理后的秸秆按不同用量分别与不同种类的土壤样品混合，然后向混合样品中加入Cd2+溶液的储备液以及电解质溶液；
S3：依次对混合样品进行振荡、离心以及过滤后得到混合固体样品，对所述混合固体样品内的Cd2+含量进行测量；
S4：对测量获得的数据采用Freundlich、Langmuir和D－R(Dubinin－Radushkevich)模型进行拟合；
S5：将不同秸秆处理方式中最大秸秆用量下吸附量最高的混合固体样品清洗后冷冻干燥、研磨均匀，然后进行XRD和FTIR测定；
S6：取研磨均匀后的混合固体样品过筛，并对过筛后混合固体样品进行Leleyter连续形态提取。


2.根据权利要求1所述的分析土壤对Cd2+吸附性能影响的方法，其特征在于，步骤S6中Leleyter连续形态提取依次包括以下步骤：
S6－1：向过筛后的混合固体样品中添加去离子水，然后震荡30min，使其成为水溶态，并测量Cd2+含量；
S6－2：继续添加Mg(NO3)2，然后震荡2h，使其成为交换态，并测量Cd2+含量；
S6－3：继续添加经过HOAc调节且pH值为4.5的NaAc，然后震荡5h，使其成为碳酸盐结合态，并测量Cd2+含量；
S6－4：继续添加NH2OHHC1，然后震荡30min，使其无定形氧化锰结合态，并测量Cd2+含量；
S6－5：继续添加H2C2O4－0.2M(NH4)2C2O4，然后震荡4h，使其成为无定形氧化铁结合态，并测量Cd2+含量；
S6－6：继续添加H2C2O4－0.2M(NH4)2C2O4－抗坏血酸溶液(pH＝3)，然后震荡30min，使其成为晶体形氧化铁结合态，并测量Cd2+含量；
S6－7：继续添加HNO3以及H2O2，并震荡5h，使其成为第一有机结合态，并测量Cd2+含量；
S6－8：继续添加NH4OAc[20％(V/V)HNO3]，然后震荡30min，使其成为第二有机结合态，并测量Cd2+含量；
S6－9：继续添加，HCl、HNO3以及HClO4，使其...

【专利技术属性】
技术研发人员：范婷婷，杨敏，邓绍坡，石佳奇，杨璐，李群，周艳，张胜田，万金忠，
申请(专利权)人：生态环境部南京环境科学研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32