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双硫腙显色分光光度法测定校园土壤中微量铅的含量

更新时间:2009-03-28

由于采矿、冶炼、金属加工工艺、电厂运行、污水排放、肥料与农药的不合理施用、污水灌溉、污泥施肥及含铅汽油的使用等人类活动[1-3],使土壤中重金属含量严重超标(土壤中本就含有微量重金属);因此人类活动被认为是土壤中重金属富集的首要因素[4]。重金属不能分解,难以消除,长期大量积累,不仅使土壤肥力下降从而影响作物的产量和质量,而且通过食物链对人体健康构成极大威胁。

翠山南部处于地貌突变地带,地势起伏,整体北高南低,地表径流水力坡度较大,加之该区域土质疏松,因此极易遭受水流冲刷侵蚀,形成地表沟槽,造成水土流失,长此以往便形成现在的沟谷发育的地形地貌。构造作用和地貌的突变为地表侵蚀沟谷发育提供了地形条件,黄土状粉土的疏松多孔及砂砾石层的抗水流冲刷能力差为地表沟谷发育提供了内在条件。降雨和人工灌溉渗漏为沟谷发育提供了水源条件。

铅对人体的造血系统、神经系统、消化系统和循环系统造成损害,易诱发多种疾病。铅是自然界广泛存在的元素,但其作为一种具有生物毒性和神经毒性且非生物体必须的重金属,已成为农田土壤污染的重要治理对象之一[5-6]

与水溶液系统相比,土壤具有更加复杂的性质,因此土壤中铅的测定方法更加复杂。首先需对土壤进行消解,常用的消解方法有湿式消解法、微波消解法及干灰化等[7]。而后再进行铅的测定,目前主要有分光光度法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法及气相色谱法等[8-9]。本实验采用湿式消解法消解土壤。选择双硫腙作为显色剂,其在pH=8.5~9.0条件下易与铅形成红色络合物,三氯甲烷萃取,分光光度法测定土壤中的铅含量。此法具有灵敏度高、易操作等优点。

1 实验仪器与试剂

1.1 仪器

L5S型紫外可见分光光度计、AL204型电子分析天平、PHS-3E型pH计、DB-1EFS型石墨电热板、通风橱、容量瓶、移液管、梨形分液漏斗、烧杯等。

1.2 试剂

(1+1)HNO3溶液:将50 mL硝酸缓慢加入50 mL蒸馏水中。

铅标准贮备液:准确称取1.000 g铅粉(99.99%),少量多次加入(1+1)HNO3溶液(不超过37 mL),加热溶解,移入1 000 mL容量瓶,加水至刻度,混合均匀。此时溶液中铅的含量为1 mg/mL。

20%盐酸羟胺溶液:准确称取20 g盐酸羟胺,以蒸馏水溶解,移入100 mL容量瓶,加水稀释至刻度。

用已优化好的 ddPCR方法进行重复性试验。在20 μL的反应体系中加入1 μL稀释好的模板,重复3次ddPCR 试验。

1%HNO3溶液:用移液管移取10 mL硝酸于1 000 mL容量瓶中,加水稀释至刻度。

酵母抽提物(YE),是以新鲜高蛋白酵母为原料,通过生物技术,将酵母细胞中的蛋白质核酸降解制成的一种天然性调味料,主要用于高低温肉制品、中式香肠及酱卤制品中等。李沛等[26]在火腿肠中加入酵母抽提物,发现0.6%酵母抽提物可以改善产品的品质,以及代替75%香精和50%鲜味剂。李库等[27]研究进一步确定了酵母提取物的添加范围及最适添加量,以及还能部分替代味精、I+G等调味调香料。

取消解后的样品溶液5 mL于125 mL分液漏斗中,加入15 mL 1%硝酸溶液、2 mL 20%柠檬酸铵、1 mL 10%盐酸羟胺。滴入2滴酚红指示剂,1∶1氨水调整至8.5。加入5 mL 10%乙二胺,再加入5 mL 0.01 g/L双硫腙-三氯甲烷溶液,剧烈摇晃1 min,静置15 min。而后取下层浅红色螯合物滤入比色皿,以空白溶液作对照,在最大波长处测定吸光度,利用标准曲线求得土壤样品中铅的含量。做3组平行实验,结果取平均值。

铅标准使用液:①10 g/mL铅标准使用液:用移液管移取1 mL铅标准贮备液于100 mL容量瓶中,加水稀释至刻度;② 0.10,0.20,0.40,0.80,1.00 g/mL 铅标准使用液:用移液管分别移取 1,2,4,8 mL 以及 10 mL 10 g/mL铅标准使用液于100 mL容量瓶中,加水稀释至刻度。

pH为8.5~9.0时,铅离子能与双硫腙形成浅红色螯合物,并溶于三氯甲烷。在铅的测定中有许多干扰离子(Fe3+,Cu2+,Cd2+,Sn4+,Zn2+等),故加入盐酸羟胺、柠檬酸铵等掩蔽剂防止干扰。

1∶1氨水:将50 mL氨水加入50 mL蒸馏水中。

2.1 两组患者的组织ILKAP表达、EFI比较 联合组患者的组织ILKAP表达、EFI显著高于单独组,差异有统计学意义(均P<0.05)。见表2。

入选者入院期间均接受ECG-9130K 12导联心电图(日本光电公司)检查,将振幅调高至20 mV/10 mm、走纸速度调快至50 mm/s。记录两组入院时检测结果(冠脉造影检查结果、生化检查指标)、并发症、治疗方法[药物溶栓、经皮冠状动脉介入(percutaneous coronary intervention,PCI)、阿司匹林]等,并于出院后随访6个月。随访期间,观察两组心律失常、复发性心肌梗死、心力衰竭、心脏性死亡等主要不良心脏事件(major adverse cardiac events,MACE)的发生情况,并统计再次行PCI治疗的情况。

1 g/L双硫腙-三氯甲烷贮备液:准确称取0.1 g双硫腙粉末溶解于三氯甲烷,移入100 mL容量瓶,加三氯甲烷至刻度线。

0.01 g/L双硫腙-三氯甲烷使用液:用移液管移取1 mL双硫腙-三氯甲烷贮备液于100 mL容量瓶中,加三氯甲烷至刻度线。

盐酸、硝酸、高氯酸、氢氟酸。

以上药品均为分析纯。

经过多年的精耕细作,王致和产品在北京市场的覆盖率达到95%以上,国内遍及各省市自治区,远销全球20多个国家和地区。通过经销商和直营超市已覆盖了全国所有大中型卖场,渠道深度和广度在腐乳行业第一。各区域进一步推进渠道扁平化管理,主销区域基本做到地级市全覆盖,重点县级市布点开发。渠道下沉进一步带动了产品下沉,并且配合各层级经销商进行产品陈列及形式多样的产品促销,进一步提升了品牌形象及市场占有率。

本研究中螺钉位置不良17例(共19枚),其中8例为开展该技术早期病例,可能与术者的技术水平密切相关;12例患者椎弓根狭小或无髓腔,术前研究患者影像学资料不充分,置钉路径制定欠佳。

土壤样品:江西省南昌市华东交通大学校园内土样。

2 实验方法

2.1 土壤样品消解

本实验采用湿法消解,加入具有强氧化性的有机酸在高温条件下破坏土壤有机成分,使土壤中的无机物释放。

准确称取0.5 g土壤样品于聚四氟乙烯坩埚内,加入少量蒸馏水润湿,防止土壤漂浮导致消解不充分。将石墨电热板置于通风处,向坩埚内加入10 mL盐酸,在电热板上进行低温(110℃)加热,样品得到初步分解。当溶液蒸发至5 mL左右时取下,稍冷后加入5 mL硝酸,置于电热板上中温(180℃)消解,20 min后再次取下,稍冷后加入5 mL氢氟酸以及3 mL高氯酸,加盖置于电热板上加热1 h,此时温度调至220℃。而后开盖,加热除硅。当坩埚冒出白烟时加盖,使黑色有机物分解,待溶液无色透明且倾斜坩埚呈粘稠状时,停止加热。视消解情况可重复上述步骤,加入3 mL硝酸、3 mL氢氟酸以及1 mL高氯酸以达到良好的消解效果。最后加入1 mL硝酸,利用余热进行温热。将溶液转移至50 mL容量瓶中定容,待测。

2.2 土壤样品中铅的测定

1 g/L酚红溶液:准确称取0.1 g酚红指示剂,少量多次加入20%乙醇溶液溶解,移入100 mL容量瓶,加20%乙醇溶液至刻度。

20%柠檬酸铵溶液:准确称取50 g柠檬酸铵,以蒸馏水溶解,移入250 mL容量瓶,加水稀释至刻度。

3 结果与分析

3.1 吸收光谱

取5 mL 10 g/L铅标准使用液于分液漏斗中,加入15 mL 1%硝酸溶液、2 mL 20%柠檬酸铵、1 mL 10%盐酸羟胺。滴入2滴酚红指示剂,以1∶1氨水调节pH至8.5。加入5 mL 10%乙二胺,再加入5 mL 0.01 g/L双硫腙-三氯甲烷溶液,剧烈摇晃1 min,静置15 min。而后取下层浅红色螯合物滤入比色皿,在波长为400~700 nm范围内进行扫描。如图1,可知最大吸收波长为517 nm,故本实验将517 nm作为测量波长。

3.2 实验最佳条件确定

影响最终测定结果的因素有显色时间、反应pH以及显色剂用量。采用正交试验,并对6因素5水平正交表L25(56)稍作调整,确定最佳反应条件。分别以显色时间、反应pH以及显色剂用量为A,B,C,正交试验的因素及水平见表1,结果见表2。

  

图1 吸收光谱图Fig.1 Absorption spectrogram

 

表1 正交试验因素及水平Tab.1 Factors and levels of orthogonal experiment

  

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表2 正交试验结果Tab.2 Results of orthogonal experiment

  

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由表2可知,各因素对于测定结果的影响大小为显色剂用量>pH>显色时间。最佳反应条件为A3B2C3,即显色时间为15 min、pH为8.5、显色剂用量为5.0 mL时测定结果最佳。此后的实验均在此条件下进行。

3.3 标准曲线

在最佳实验条件下根据吸光度与铅标准使用液浓度绘制标准曲线。铅标准使用液浓度在0~1 g/mL范围内符合郎伯-比尔定律,制得线性回归方程为y=0.092 8x+0.159 2,线性回归系数R2=0.999 1,表明相关性较好。绘制标准曲线,如图2。

3.4 土壤样品分析及评价

按照实验方法对土壤样品分别进行处理,并测定其中金属铅的含量。测定结果见表3。

课程结束后,各教师根据学生上课表现进行成绩评价。对照组成绩为(86.00±5.12)分,试验组成绩为(85.92±5.33)分,两组比较,差异无统计学意义(t=0.085,P=0.699)。

由测定结果可知,道路一侧土壤铅含量较绿化带土壤铅含量高一些。由于含铅汽油的使用,汽车尾气通常含有金属铅,经排放后落入道路两侧土壤中,因此道路两侧土壤中含铅量较远离道路的土壤中铅含量会更高。《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)中将土壤环境质量标准分为三级:一级标准Pb35 mg/kg;二级标准根据土壤值不同,Pb最高限制范围为250~350 mg/kg;三级标准Pb500 mg/kg。由此可见实验所取土壤样品中铅含量完全满足二级标准,说明基本没有污染。

  

图2 铅标准曲线Fig.2 Standard curve of lead

 

表3 土壤样品测定结果Tab.3 Measurement result of soil sample

  

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4 结论

1)采用以双硫腙-三氯甲烷溶液为显色萃取剂的紫外分光光度法测定土壤中铅的含量,得到线性回归方程y=0.092 8x+0.159 2,线性回归系数R2=0.999 1,可知此法具有线性关系好、操作方便等优点。同时,此方法也可用于除土壤以外其他对象(如食品等)中铅含量的测定。

2)由正交试验得,实验最佳反应条件为pH=8.5、显色时间为15 min及显色剂用量为5 mL,且各因素对于测定结果的影响大小为显色剂用量>pH>显色时间。

而且,当前的高校科研生态不健康,查处学术造假事件,一来底气不足,二来担心给学校带来负面影响,所以打击学术腐败尚停留在剪矢医伤的水平。

10%乙二胺溶液:用移液管移取10 mL乙二胺于100 mL容量瓶中,加水稀释至刻度线。

3)测定结果表明绿化带土壤铅含量为42.17 mg/kg、道路一侧土壤铅含量为77.73 mg/kg,根据《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)可判断校园内土壤基本无铅污染。

参考文献:

[1]JEON J L M A.Effects of natural and calcined poultry waste on Cd,Pb and as mobility in contaminated soil[J].Environmental Earth Sciences,2013,69(1):11-20.

为考察磨矿浓度对方铅矿矿浆电位的影响,在CaO用量2 000 g/t情况下,分别加入不同量的去离子水,调整磨矿浓度分别为40%、45%、50%、55%和60%,磨矿6 min,测定矿浆电位,结果如图6所示。

[2]USMAN A R A,LEE S S,AWAD Y M,et al.Soil pollution assessment and identification of hyperaccumulating plants in chromated copper arsenate(CCA)contaminated sites,Korea[J].Chemosphere,2012,87(8):872-878.

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[8]开启余.双硫腙分光光度法测定盐城市区土壤铅含量[J].辽宁化工,2015(5):620-622.

Ho w to make clear and stable solutions of soaps at neutral pH and room temperature (To be continued) 4 10

[9]马哈亚·艾斯江,巴哈尔古丽·别克吐尔逊.双硫腙显色分光光度法测定矿样中的重金属铅[J].伊犁师范学院学报,2016,10(1):57-62.

 
鲁秀国,过依婷
《华东交通大学学报》2018年第02期文献

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