[發(fā)明專利]測定稻田土壤溶液生物有效性Hg(II)的DGT富集膜及其制備方法

有效

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• 申請日: 2018-05-08
• 公開（公告）號: CN108680726B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚珩;趙玉杰;易鳳姣;梁學(xué)峰;馮新斌;周其文
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所;農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 趙瑤瑤

本發(fā)明涉及一種測定稻田土壤溶液生物有效性Hg(II)的DGT富集膜及其制備方法，材料包括：吸附Hg(II)的結(jié)合材料為改性的納米巰基金屬雙層氫氧化物，支撐材料為改性瓊脂凝膠、分散劑為乙醇，將上述材料按照比例要求置于80℃超純水中充分混勻后注入溫度為60℃的玻璃板槽直至封口，平放冷卻至溫度25℃取出，制成富集Hg(II)的DGT膜。本發(fā)明的富集膜材料能高效、快速的富集Hg(II)，且在加入5ml濃鹽酸或1M硝酸后30min內(nèi)能完全溶解，克服了以往吸附Hg(II)的DGT富集膜消解不完全，實(shí)驗(yàn)室制備復(fù)雜，對Hg(II)吸附性能弱、購買困難等缺點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種稻田土壤溶液中二價(jià)汞生物有效態(tài)的測定方法，特別涉及一種有效態(tài)二價(jià)汞的結(jié)合材料納米SH-MMHs做成的富集膜的梯度擴(kuò)散薄膜技術(shù)測定到稻田土壤溶液中有效二價(jià)汞的方法。

背景技術(shù)

稻田土壤重金屬污染具有隱蔽性、長期性、不可降解和不可逆轉(zhuǎn)性的特點(diǎn)，過量的重金屬一旦進(jìn)入稻田土壤，不僅影響作物的生長、產(chǎn)量和品質(zhì)，還會被作物吸收通過食物鏈和生物放大效應(yīng)危害人體健康。稻米是超過六成中國人的主食，而現(xiàn)在稻米的重金屬污染日漸浮出水面。環(huán)保部門估算，全國每年因重金屬污染的糧食高達(dá)1200萬噸，造成的直接經(jīng)濟(jì)損失超過200億元。如在我國水稻產(chǎn)量占水稻總產(chǎn)量約81％的12個(gè)地區(qū)的產(chǎn)稻區(qū)采集樣品進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)廣東、江西、湖北、湖南、貴州和江蘇共有11％的稻米樣品總汞含量超過國家限量規(guī)定的20μg/kg。因此，稻田重金屬污染成為危及糧食安全的潛在殺手，加快受污染稻田的修復(fù)工作刻不容緩。

眾多研究結(jié)果表明，僅以重金屬總量不能表明該元素在稻田土壤中的賦存狀態(tài)、遷移能力以及植物吸收的有效性，更不能準(zhǔn)確評估稻田土壤重金屬的潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和人體健康風(fēng)險(xiǎn)。從土壤化學(xué)的觀點(diǎn)看，它不僅包括水溶態(tài)、酸溶態(tài)、鰲合態(tài)和吸附態(tài)，而且應(yīng)包括能在短期內(nèi)釋放為植物可吸收利用的某些形態(tài)，如某些易分解的有機(jī)態(tài)，某些易風(fēng)化的礦物態(tài)等。這些形態(tài)受土壤的物理、化學(xué)、生物的性質(zhì)影響而處于動態(tài)平衡，正是這種動態(tài)的平衡決定了稻田土壤中重金屬元素的生物有效性。因此稻田土壤中汞的遷移性很大程度上取決于其賦存形態(tài)，并決定了其毒性程度和生物對其的吸收利用，即生物有效性。

DGT(diffusive gradients in thin films，梯度擴(kuò)散薄膜技術(shù))是近十幾年快速發(fā)展起來的一種用于水體、沉積物和土壤中有效態(tài)(非穩(wěn)態(tài))重金屬原位富集的方法。它主要以菲克(Fick)擴(kuò)散第一定律為其理論基礎(chǔ)，通過對在特定時(shí)間內(nèi)穿過特定厚度的擴(kuò)散膜的多種金屬離子進(jìn)行定量化測量計(jì)算而同時(shí)獲得準(zhǔn)確的各種離子濃度。與其他傳統(tǒng)的形態(tài)分析技術(shù)相比，該技術(shù)可以有效地測定自然界中重金屬生物有效態(tài)，能更好的反映生物體所吸收的重金屬含量。而DGT在測定稻田土壤溶液生物有效態(tài)二價(jià)汞的應(yīng)用方面還處于起步階段，目前還沒有商業(yè)化產(chǎn)品，僅有少數(shù)國內(nèi)外研究者開展了初步的探索研究。我們將DGT技術(shù)應(yīng)用于測定稻田土壤溶液生物有效態(tài)二價(jià)汞的含量是一個(gè)新的突破，并且使用納米SH-MMHs做富集膜，能夠百分百消解完全，克服了傳統(tǒng)DGT吸附膜溶解不完全，實(shí)驗(yàn)室制備復(fù)雜，對Hg(II)吸附性能弱等缺點(diǎn)，有利于DGT在國內(nèi)大面積的推廣和使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種以納米SH-MMHs為富集膜的梯度擴(kuò)散薄膜技術(shù)測定稻田土壤中二價(jià)汞的方法，能夠解決現(xiàn)有DGT技術(shù)消解不完全，實(shí)驗(yàn)室制備復(fù)雜，對Hg(II)吸附性能弱、沒有商業(yè)化購買困難等缺點(diǎn)。

本發(fā)明上述目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種原位測定稻田土壤溶液中二價(jià)汞的方法，材料組成為：二價(jià)汞結(jié)合材料納米SH-MMHs、改進(jìn)的瓊脂凝膠、乙醇。將上述材料置于加熱超純水中混勻，加入高硅玻璃平板槽，封口后冷卻至25℃取出，制成DGT富集膜。