CN113340691B - 一种提取海洋沉积物中不同赋存形态磷的方法 - Google Patents
一种提取海洋沉积物中不同赋存形态磷的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113340691B CN113340691B CN202110627425.5A CN202110627425A CN113340691B CN 113340691 B CN113340691 B CN 113340691B CN 202110627425 A CN202110627425 A CN 202110627425A CN 113340691 B CN113340691 B CN 113340691B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- phosphorus
- extracting
- residue
- solution
- supernatant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 233
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 title claims abstract description 186
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 186
- 239000013049 sediment Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 74
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 63
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 60
- VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;fluoride;triphosphate Chemical compound [F-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D 0.000 claims description 43
- 229910052586 apatite Inorganic materials 0.000 claims description 42
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 26
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 22
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 230000029087 digestion Effects 0.000 claims description 21
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 18
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 16
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 11
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 4
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 claims description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 3
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 abstract description 36
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 13
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 abstract 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 13
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 6
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 6
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- 102000005701 Calcium-Binding Proteins Human genes 0.000 description 2
- 108010045403 Calcium-Binding Proteins Proteins 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 2
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- WDCYWAQPCXBPJA-UHFFFAOYSA-N 1,3-dinitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC([N+]([O-])=O)=C1 WDCYWAQPCXBPJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100059533 Capsicum annuum CAFP gene Proteins 0.000 description 1
- 241000289581 Macropus sp. Species 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000011978 dissolution method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 208000021302 gastroesophageal reflux disease Diseases 0.000 description 1
- DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N iron manganese Chemical compound [Mn].[Fe] DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical compound C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/34—Purifying; Cleaning
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/42—Low-temperature sample treatment, e.g. cryofixation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/44—Sample treatment involving radiation, e.g. heat
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本发明提供一种提取海洋沉积物中不同赋存形态磷的方法,本发明的提取方法是对海洋沉积物样品进行连续分级浸提,采用不同的提取剂逐级对样品中磷的提取,以获得不同赋存形态的磷。本发明的提取方法能够全面提取海洋沉积物中不同赋存形态的磷,且提取率高,便于对海洋中磷形态的***性研究。
Description
技术领域
本发明涉及环境技术领域,尤其涉及一种提取海洋沉积物中不同赋存形态磷的方法。
背景技术
磷是海洋浮游生物生长和繁殖的必需成分,是海洋初级生产力和食物链的基础。河流输入是海洋中磷的主要来源,沉积物是水体中磷的重要储库,二者间磷的交换作用显著,然而能参与交换的生物可利用磷量取决于沉积物中磷的赋存形态,在沉积环境的温度、pH值、生物扰动等因素变化时,只有弱吸附态磷、闭蓄态磷、铁/铝吸附态磷、有机磷可从沉积物中向上覆水体扩散,被生物所利用,进而影响海洋水环境中磷的含量。因此,海洋沉积物中磷的赋存形态对定量潜在生物可利用磷上限,获取沉积环境的有关信息,了解海洋中磷的再循环,进行内源污染控制具有重要的意义。
现有技术公开了多种分离定量海洋沉积物中磷形态的方法,最理想的是化学试剂提取法,主要有:Rutternberg法、Jensen(1998)法、Kaarina改进的方法。但是,Rutternberg法仅侧重于碎屑磷与自生磷的分离,该方法对其他形态的磷分离不够,例如第二步提取的实际上是铝结合态磷(Al-P)、铁结合态磷(Fe-P)和闭蓄态磷的总和,如果仅认为是Fe-P则过于偏颇;Jensen(1998)基于Rutternberg法进行改进,将沉积物中磷形态进一步细化,将主要的沉积性的磷分成六部分弱吸附态磷(Lsor-P)、铁结合态无机磷(Fe-P)、可提取有机磷(Lea-OP)、自生磷灰石(CAFP)、碎屑磷灰石(FAP)和稳定有机磷(Ref-OP);Kaarina改进的方法分离了对氧化还原环境敏感的铁锰结合态的磷与氧化铝,不可还原的铁氧化物中的磷和有机磷,但未能区分原生碎屑磷和沉积环境中的自生磷。
由于现有的许多磷形态分级浸取方法未能***完整的提取和分析沉积物中磷的赋存形态,基于此,本发明综合前人各类分级浸取方法的优点,提出一种提取海洋沉积物中不同赋存形态磷的方法,细化生物可利用磷,进一步完善并着重考虑环境地球化学的研究要求。
发明内容
有鉴于此,为了解决现有提取方式无法完整提取沉积物中不同赋存形态磷的技术问题,本发明提供了一种提取海洋沉积物中不同赋存形态磷的方法,目的是能***完整的提取海洋沉积物中不同赋存形态的磷。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种提取海洋沉积物中不同赋存形态磷的方法,包括以下步骤:
1)利用pH值为8的MgCl2溶液作为提取剂对海洋沉积物样品进行提取,经离心分离后得到残渣a和含有弱吸附态磷的提取液;
2)利用pH值为7.6的CDB溶液作为提取剂对步骤1)中的残渣a进行提取,离心分离后得到残渣b和上清液,将上清液经过强酸高温消解后,冷却得到透明色固体,并利用水溶解透明色固体,并调节pH值至3.0~3.1后即得到含闭蓄态磷的提取液;
3)利用NaOH溶液作为提取剂对步骤2)中的残渣b进行提取,离心分离后得到残渣c和含铁/铝吸附态磷的提取液;
4)利用NaAC-HAC缓冲液作为提取剂对步骤3)中的残渣c进行提取,离心分离后得到残渣d和上清液,调节上清液的pH值至3.0-3.1,得到含有自生磷灰石及钙结合态磷的提取液;
5)利用HCl溶液作为提取剂对步骤4)中的残渣d进行提取,离心分离后得到残渣e和上清液,调节上清液的pH值至3.0-3.1,得到含有碎屑磷灰石的提取液;
6)将步骤5)中的残渣e经高温灼烧并冷却后,采用HCl溶液作为提取剂进行提取,经离心分离后得到残渣f和上清液,调节上清液的pH值至3.0-3.1,得到含有机磷的提取液;
7)将步骤6)中的残渣f进行高温消解并冷却后,采用HCl溶液作为提取剂进行提取,经离心分离后,调节上清液的pH值至3.0~3.1,得到含硅酸盐碎屑态磷的提取液。
优选的,步骤1)所述MgCl2溶液的浓度为1mol/L,配制方法为:将203.3gMgCl2·6H2O溶于1L超纯水中,用10%的NH4OH调节pH至8。
优选的,步骤2)所述CDB溶液是利用32.4gC6H5Na3O7·2H2O、42gNaHCO3、2.87gNa2S2O4溶于500mL超纯水中配制而成,当天配置。
优选的,步骤2)高温消解是取部分上清液于100ml消解管中,按体积比为1:2:7的硫酸、高氯酸和硝酸构成的混合溶液作为消解剂,其中硫酸为优级纯,硫酸含量为95%~98%,其密度为1.84g/cm3;硝酸为优级纯,硝酸含量为65%~68%;高氯酸为天津东方化工厂所生产。
优选的,步骤3)所述NaOH溶液的浓度为0.1mol/L。
优选的,步骤4)所述NaAC-HAC缓冲液的pH值为4,浓度为1mol/L。
优选的,所述5)、步骤6)和步骤7)采用的HCl溶液浓度均为1mol/L。
优选的,所述步骤6)中高温灼烧的温度为550℃,灼烧时间为4小时。
优选的,所述步骤7)中消解所加强酸为浓硫酸与高氯酸。
优选的,本发明采用抗坏血酸还原磷钼蓝法(GB/T 12763.4-2007)分别测定出第一步磷形态提取液中弱吸附态磷的含量、第二步磷形态提取液中闭蓄态磷的含量、第三步磷形态提取液中铁/铝吸附态磷的含量、第四步磷形态提取液中自生磷灰石及钙结合态磷的含量、第五步磷形态提取液中碎屑磷灰石的含量、第六步磷形态提取液中有机磷的含量、第七步磷形态提取液中硅酸盐碎屑态磷的含量。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:本发明是通过连续分级浸取方法对海洋沉积物中磷形态进行提取和分析,能够从海洋沉积物中充分获得不同赋存形态的磷,准确反映海洋沉积物中磷的存在形式以及生物可利用性。本发明的提取方式所需的海洋沉积物样品量少,且所采用的化学试剂简单、成本低。
附图说明
图1为本发明实施例1-12的采样站位图;
图2为本发明海洋沉积物中不同赋存形态磷的提取流程图;
图3为本发明实施例1-12中不同赋存形态磷的分布示意图。
具体实施方式
本发明提出一种提取海洋沉积物中不同赋存形态磷的方法,包括如下步骤:
1)将海洋沉积物和1mol/LpH值为8的氯化镁溶液使用涡旋混合器混合均匀,将混合物在室温下震荡提取2h后,以5000r/min的转速离心分离15min后,得到残渣a和第一步磷形态提取液。其中该步骤所得到的第一步磷形态提取液中含有弱吸附态磷(Lsor-P),该步骤的海洋沉积物,通过抓斗式采样器在所研究海域中采集表层约10cm的沉积物样品,在所述1mol/L的氯化镁溶液中滴加质量浓度为10wt%的氨水调节氯化镁溶液的pH值为8。
2)将残渣a与pH值为7.6的CDB溶液混合均匀,震荡提取6h后,以5000r/min的转速离心15min,得到残渣b和上清液;量取5ml上清液于消解管中,按硫酸、高氯酸、硝酸的体积比为1:2:7分别加入,随后进行高温消解,其中硫酸为优级纯,硫酸含量为95%~98%,其密度为1.84g/cm3;硝酸为优级纯,硝酸含量为65%~68%;高氯酸为天津东方化工厂所生产,直至高氯酸、硝酸全部分解,有硫酸回流时结束,冷却后有透明色固体,加水溶解后的液体为第二步磷形态提取液,其中也可以采用加水煮沸溶解的方法。
所述CDB溶液是利用32.4gC6H5Na3O7·2H2O、42g NaHCO3、2.87g Na2S2O4溶于500mL超纯水中配制而成。
该步骤中,用0.1mol/L的氢氧化钠溶液或10mol/L氢氧化钠溶液将第二步磷形态提取液的pH调节至3.0-3.1,得到含有闭蓄态磷(Oc-P)的提取液。
3)将残渣b与0.1mol/L的氢氧化钠溶液混合均匀,震荡提取18h后,以5000r/min的转速离心15min,得到残渣c和第三步磷形态提取液。
4)将残渣c与1mol/LpH=4的NaAC-HAC缓冲液混合均匀,震荡提取5h后,以5000r/min的转速离心15min,得到残渣d和第四步磷形态提取液;
该步骤中,用1mol/L的盐酸将第四步磷形态提取液的pH调节至3.0-3.1,得到含有自生磷灰石及钙结合态磷(Ca-P)的提取液。
5)将残渣d与1mol/L的盐酸混合均匀,震荡提取16h后,以5000r/min的转速离心15min,得到残渣e和第五步磷形态提取液;
该步骤中,用0.1mol/L的氢氧化钠溶液或10mol/L氢氧化钠溶液将第五步磷形态提取液的pH调节至3.0-3.1,得到含有碎屑磷灰石(De-P)的提取液。
6)将残渣e全部转移至坩埚后置于马弗炉中,在550℃下灰化处理4h。将灰化后并冷却的残渣e与1mol/L的盐酸混合均匀,震荡提取15h后,以5000r/min的转速离心15min,得到残渣f和第六步磷形态提取液。
该步骤中,用0.1mol/L的氢氧化钠溶液或10mol/L氢氧化钠溶液将第六步磷形态提取液的pH调节至3.0-3.1,得到含有有机磷(OP)的提取液。
7)将残渣f全量转移至消解管中,加入4ml硫酸含量为95%~98%的优级纯浓硫酸,5滴高氯酸,进行高温消解至残渣全部变白后,继续消解20min;自然冷却后与1mol/LHCl混合均匀,振荡提取8h,以5000r/min的转速离心15min,得到第七步磷形态提取液。
该步骤中,用0.1mol/L的氢氧化钠溶液或10mol/L氢氧化钠溶液将第七步磷形态提取液的pH调节至3.0-3.1,得到含有硅酸盐碎屑态磷(SIF-P)的提取液。
本发明通过采用上述方法提取海洋沉积物中不同赋存形态的磷,能够***完整地分析和研究海洋中磷的存在形式以及生物可利用性。
本发明采用抗坏血酸还原磷钼蓝法(GB/T 12763.4-2007)分别测定出第一步磷形态提取液中弱吸附态磷(Lsor-P)的含量、第二步磷形态提取液中闭蓄态磷(Oc-P)的含量、第三步磷形态提取液中铁/铝吸附态磷(Fe/Al-P)的含量、第四步磷形态提取液中自生磷灰石及钙结合态磷(Ca-P)的含量、第五步磷形态提取液中碎屑磷灰石(De-P)的含量、第六步磷形态提取液中有机磷(OP)的含量、第七步磷形态提取液中硅酸盐碎屑态磷(SIF-P)的含量。
利用Excle、Origin、Surfer等数据统计、分析软件及作图软件,进一步分析其相对含量和空间分布。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。本发明以下实施例所采用的海洋沉积物样本是2019年10月采用抓斗式采样器分别在渤海湾近岸海域的12个站位采集表层厚约10cm的沉积物样品,现场混匀后封存于聚乙烯密封袋中,4℃保存,采样站位如图1所示。
实施例1
一种提取海洋沉积物中不同赋存形态磷的方法,参照图2所述,具体步骤如下:
本发明的发明人于2019年10月,用抓斗式采样器分别在渤海湾近岸海域的12个站位采集表层厚约10cm的沉积物样品,现场混匀后封存于聚乙烯密封袋中,4℃保存。
对上述采集12个沉积物样品分别按照以下步骤进行不同形态磷的提取和测定,具体实施的流程图参见图2所示,详细步骤如下:
步骤1,向相当于1g干样的1#湿沉积物样品中加入20ml 1mol/L的MgCl2(pH=8),置于涡旋混合器上将沉积物样品与提取剂混合均匀,在25℃下,置于康氏振荡器上以200r/min振荡提取2h,以5000r/min转速离心15min,得到残渣a与上清液,取上清液得到第一步磷形态提取液。测定出第一步磷形态提取液中弱吸附态磷(Lsor-P)的含量。
步骤2,在残渣a中加入20ml pH为7.6的C6H5Na3O7·2H2O、NaHCO3与Na2S2O4的混合溶液,混合均匀,在25℃下振荡提取6h,以5000r/min转速离心15min,得到残渣b与上清液,取上清液5ml放入100ml消解管中,加入5ml按硫酸、高氯酸、硝酸的体积比为1:2:7的强酸,随后在消解仪上进行消解,逐渐升高温度,消解至高氯酸、硝酸全部分解,有硫酸回流时结束,冷却后有白色透明的固体,加水溶解后的液体为第二步磷形态提取液,加一滴2,4-二硝基苯,混匀,用0.1mol/L的氢氧化钠溶液或10mol/L氢氧化钠溶液将第二步磷形态提取液的pH调节至3.0-3.1,测定出闭蓄态磷(Oc-P)的含量。
步骤3,在残渣b中加入20ml 0.1mol/LNaOH,混合均匀,在25℃下振荡提取18h,以5000r/min转速离心15min,得到残渣c与第三步磷形态提取液。测定出第三步磷形态提取液中铁/铝吸附态磷(Fe/Al-P)的含量。
步骤4,在残渣c中加入20ml 1mol/LpH为4的NaAC-HAC缓冲液,混合均匀在25℃下振荡提取5h,以5000r/min转速离心15min,得到残渣d与第四步磷形态提取液,用1mol/L的盐酸将第四步磷形态提取液的pH调节至3.0-3.1,测定出自生磷灰石及钙结合态磷(Ca-P)的含量。
步骤5,在残渣d中加入20ml 1mol/L HCl,用涡旋混合器混合均匀,在25℃下振荡提取16h,以5000r/min转速离心15min,得到残渣e与第五步磷形态提取液,用0.1mol/L的氢氧化钠溶液或10mol/L氢氧化钠溶液将第五步磷形态提取液的pH调节至3.0-3.1。测定出第五步磷形态提取液中碎屑磷灰石(De-P)的含量。
步骤6,将残渣e全部转移至瓷坩埚内,置于马弗炉内,在550℃下灼烧4h,冷却后全部转移回离心管,加入20ml 1mol/L HCl,混合均匀,在25℃下振荡提取15h,以5000r/min转速离心15min,得到残渣f与第六步磷形态提取液,用0.1mol/L的氢氧化钠溶液或10mol/L氢氧化钠溶液将第六步磷形态提取液的pH调节至3.0-3.1。测定出第六步磷形态提取液中有机磷(OP)的含量。
步骤7,将残渣f全量转移到消解管中,加入4ml浓硫酸和5滴高氯酸,消解仪消解至全部变白后,继续消解20min;自然冷却后加20ml 1mol/L HCl转移回离心管,振荡提取8h,离心15min,得到第七步磷形态提取液,用0.1mol/L的氢氧化钠溶液或10mol/L氢氧化钠溶液将第七步磷形态提取液的pH调节至3.0-3.1。测定出第七步磷形态提取液中硅酸盐碎屑态磷(SIF-P)的含量。
实施例2-12
采用实施例1的方式分别对海洋沉积物样品2#-12#进行处理,并获取不同赋存形态的磷。
实施例1-12的测定结果如图3所示。
由图3可以看出,采用本发明的分级提取方法,能够从海洋沉积物样品中获得七种不同赋存形态的磷,同时各种形态的磷含量存在显著的差异。如图3所示,各形态磷含量变化依次为碎屑磷灰石(De-P)>有机磷(OP)>闭蓄态磷(Oc-P)>硅酸盐碎屑态磷(SIF-P)>铁/铝吸附态磷(Fe/Al-P)>自生磷灰石及钙结合态磷(Ca-P)>弱吸附态磷(Lsor-P),同时1-12样品中的碎屑磷灰石(De-P)、有机磷(OP)、闭蓄态磷(Oc-P)、硅酸盐碎屑态磷(SIF-P)、铁/铝吸附态磷(Fe/Al-P)、自生磷灰石及钙结合态磷(Ca-P)、弱吸附态磷(Lsor-P)的平均占比分别为:53.95%、15.89%、11.78%、9.01%、5.66%、2.80%、0.91%。
其中样品1#中上述弱吸附态磷(Lsor-P)、闭蓄态磷(Oc-P)、铁/铝吸附态磷(Fe/Al-P)、自生磷灰石及钙结合态磷(Ca-P)、碎屑磷灰石(De-P)、有机磷(OP)、硅酸盐碎屑态磷(SIF-P)的占比分别为:0.76%、18.99%、8.22%、2.69%、49.19%、12.30%、7.85%。
样品2#中上述弱吸附态磷(Lsor-P)、闭蓄态磷(Oc-P)、铁/铝吸附态磷(Fe/Al-P)、自生磷灰石及钙结合态磷(Ca-P)、碎屑磷灰石(De-P)、有机磷(OP)、硅酸盐碎屑态磷(SIF-P)的占比分别为:0.85%、6.25%、3.37%、2.28%、69.09%、10.56%、7.61%。
样品3#中上述弱吸附态磷(Lsor-P)、闭蓄态磷(Oc-P)、铁/铝吸附态磷(Fe/Al-P)、自生磷灰石及钙结合态磷(Ca-P)、碎屑磷灰石(De-P)、有机磷(OP)、硅酸盐碎屑态磷(SIF-P)的占比分别为:1.16%、16.24%、5.87%、5.76%、42.51%、20.75%、7.72%。
样品4#中上述弱吸附态磷(Lsor-P)、闭蓄态磷(Oc-P)、铁/铝吸附态磷(Fe/Al-P)、自生磷灰石及钙结合态磷(Ca-P)、碎屑磷灰石(De-P)、有机磷(OP)、硅酸盐碎屑态磷(SIF-P)的占比分别为:1.04%、16.21%、8.08%、3.28%、45.27%、18.93%、7.19%。
样品5#中上述弱吸附态磷(Lsor-P)、闭蓄态磷(Oc-P)、铁/铝吸附态磷(Fe/Al-P)、自生磷灰石及钙结合态磷(Ca-P)、碎屑磷灰石(De-P)、有机磷(OP)、硅酸盐碎屑态磷(SIF-P)的占比分别为:1.01%、8.95%、7.60%、2.47%、52.86%、16.94%、10.16%。
样品6#中上述弱吸附态磷(Lsor-P)、闭蓄态磷(Oc-P)、铁/铝吸附态磷(Fe/Al-P)、自生磷灰石及钙结合态磷(Ca-P)、碎屑磷灰石(De-P)、有机磷(OP)、硅酸盐碎屑态磷(SIF-P)的占比分别为:1.26%、17.06%、3.90%、3.04%、54.34%、13.05%、7.34%。
样品7#中上述弱吸附态磷(Lsor-P)、闭蓄态磷(Oc-P)、铁/铝吸附态磷(Fe/Al-P)、自生磷灰石及钙结合态磷(Ca-P)、碎屑磷灰石(De-P)、有机磷(OP)、硅酸盐碎屑态磷(SIF-P)的占比分别为:0.93%、9.97%、7.26%、3.00%、51.55%、19.87%、7.43%。
样品8#中上述弱吸附态磷(Lsor-P)、闭蓄态磷(Oc-P)、铁/铝吸附态磷(Fe/Al-P)、自生磷灰石及钙结合态磷(Ca-P)、碎屑磷灰石(De-P)、有机磷(OP)、硅酸盐碎屑态磷(SIF-P)的占比分别为:0.52%、9.72%、3.35%、1.75%、68.02%、9.43%、7.21%。
样品9#中上述弱吸附态磷(Lsor-P)、闭蓄态磷(Oc-P)、铁/铝吸附态磷(Fe/Al-P)、自生磷灰石及钙结合态磷(Ca-P)、碎屑磷灰石(De-P)、有机磷(OP)、硅酸盐碎屑态磷(SIF-P)的占比分别为:0.90%、11.56%、5.84%、1.63%、54.47%、17.28%、8.32%。
样品10#中上述弱吸附态磷(Lsor-P)、闭蓄态磷(Oc-P)、铁/铝吸附态磷(Fe/Al-P)、自生磷灰石及钙结合态磷(Ca-P)、碎屑磷灰石(De-P)、有机磷(OP)、硅酸盐碎屑态磷(SIF-P)的占比分别为:0.95%、7.28%、5.80%、2.53%、54.64%、16.65%、12.14%。
样品11#中上述弱吸附态磷(Lsor-P)、闭蓄态磷(Oc-P)、铁/铝吸附态磷(Fe/Al-P)、自生磷灰石及钙结合态磷(Ca-P)、碎屑磷灰石(De-P)、有机磷(OP)、硅酸盐碎屑态磷(SIF-P)的占比分别为:0.76%、10.06%、4.64%、2.42%、49.24%、19.48%、13.39%。
样品12#中上述弱吸附态磷(Lsor-P)、闭蓄态磷(Oc-P)、铁/铝吸附态磷(Fe/Al-P)、自生磷灰石及钙结合态磷(Ca-P)、碎屑磷灰石(De-P)、有机磷(OP)、硅酸盐碎屑态磷(SIF-P)的占比分别为:0.83%、9.02%、4.01%、2.77%、56.18%、15.48%、11.71%。
另外,本发明实施例提出的一种提取海洋沉积物中不同赋存形态磷的方法以标准物质(GBW07333)验证。采用改进的海洋沉积物中磷赋存形态的连续分级浸取方法对黄海海洋沉积物标准物质(GBW07333)进行磷形态分析,七步连续分级浸取中各步精密度分别为:第一步:2.7%、第二步:4.5%、第三步:1.9%、第四步:3.2%、第五步:4.1%、第六步:1.6%、第七步:2.7%,实测七步磷形态总和与标准值之间的误差范围为6.3%~10.3%。因此本发明实施例提出的通过连续分级浸取提取海洋沉积物中不同赋存形态的磷的方法可应用于海洋沉积物中磷形态的分离提取。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种提取海洋沉积物中不同赋存形态磷的方法,其特征在于,步骤如下:
1)利用pH值为8的MgCl2溶液作为提取剂对海洋沉积物样品进行提取,经离心分离后得到残渣a和含有弱吸附态磷的提取液;
2)利用pH值为7.6的CDB溶液作为提取剂对步骤1)中的残渣a进行提取,离心分离后得到残渣b和上清液,将上清液经过强酸高温消解后,冷却得到透明色固体,并利用水溶解透明色固体,并调节pH值至3.0~3.1后即得到含闭蓄态磷的提取液;
3)利用NaOH溶液作为提取剂对步骤2)中的残渣b进行提取,离心分离后得到残渣c和含铁/铝吸附态磷的提取液;
4)利用NaAC-HAC缓冲液作为提取剂对步骤3)中的残渣c进行提取,离心分离后得到残渣d和上清液,调节上清液的pH值至3.0-3.1,得到含有自生磷灰石及钙结合态磷的提取液;
5)利用HCl溶液作为提取剂对步骤4)中的残渣d进行提取,离心分离后得到残渣e和上清液,调节上清液的pH值至3.0-3.1,得到含有碎屑磷灰石的提取液;
6)将步骤5)中的残渣e经高温灼烧并冷却后,采用HCl溶液作为提取剂进行提取,经离心分离后得到残渣f和上清液,调节上清液的pH值至3.0-3.1,得到含有机磷的提取液;
7)将步骤6)中的残渣f进行消解后冷却,采用HCl溶液作为提取剂进行提取,经离心分离后,调节上清液的pH值至3.0~3.1,得到含硅酸盐碎屑态磷的提取液;
步骤2)高温消解是将部分上清液采用体积比为1∶2∶7的硫酸、高氯酸和硝酸构成的混合溶液作为消解剂;
步骤3)所述NaOH溶液的浓度为0.1mol/L。
2.根据权利要求1所述的提取海洋沉积物中不同赋存形态磷的方法,其特征在于,步骤1)所述MgCl2溶液的浓度为1mol/L,滴加质量浓度为10wt%的氨水调节提取剂的pH值为8。
3.根据权利要求1所述的提取海洋沉积物中不同赋存形态磷的方法,其特征在于,步骤2)所述CDB溶液是利用32.4gC6H5Na3O7·2H2O、42gNaHCO3、2.87gNa2S2O4溶于500mL超纯水中配制而成。
4.根据权利要求1所述的提取海洋沉积物中不同赋存形态磷的方法,其特征在于,步骤4)所述NaAC-HAC缓冲液的pH值为4。
5.根据权利要求1所述的提取海洋沉积物中不同赋存形态磷的方法,其特征在于,所述5)、步骤6)和步骤7)采用的HCl溶液浓度均为1mol/L。
6.根据权利要求1所述的提取海洋沉积物中不同赋存形态磷的方法,其特征在于,所述步骤6)中高温灼烧的温度为550℃,灼烧时间为4小时。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110627425.5A CN113340691B (zh) | 2021-06-05 | 2021-06-05 | 一种提取海洋沉积物中不同赋存形态磷的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110627425.5A CN113340691B (zh) | 2021-06-05 | 2021-06-05 | 一种提取海洋沉积物中不同赋存形态磷的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113340691A CN113340691A (zh) | 2021-09-03 |
CN113340691B true CN113340691B (zh) | 2023-12-12 |
Family
ID=77474173
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110627425.5A Active CN113340691B (zh) | 2021-06-05 | 2021-06-05 | 一种提取海洋沉积物中不同赋存形态磷的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113340691B (zh) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996017942A1 (en) * | 1994-12-07 | 1996-06-13 | Bionebraska, Inc. | Production of peptides using recombinant fusion protein constructs |
CN104614331A (zh) * | 2015-01-27 | 2015-05-13 | 中国环境科学研究院 | 同时提取及分析水体沉积物中有机磷和无机磷形态的方法 |
CN106290312A (zh) * | 2016-07-25 | 2017-01-04 | 西南大学 | 一种石灰性紫色土磷素分级方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
PT2398817E (pt) * | 2009-02-19 | 2015-08-28 | Xellia Pharmaceuticals Aps | Processo para purificar lipopéptidos |
CN110057902B (zh) * | 2019-04-30 | 2021-09-03 | 中国地质调查局南京地质调查中心 | 陆源碎屑沉积物中选择性提取的可交换态锶钡比的海陆相沉积环境判别方法 |
-
2021
- 2021-06-05 CN CN202110627425.5A patent/CN113340691B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996017942A1 (en) * | 1994-12-07 | 1996-06-13 | Bionebraska, Inc. | Production of peptides using recombinant fusion protein constructs |
CN104614331A (zh) * | 2015-01-27 | 2015-05-13 | 中国环境科学研究院 | 同时提取及分析水体沉积物中有机磷和无机磷形态的方法 |
CN106290312A (zh) * | 2016-07-25 | 2017-01-04 | 西南大学 | 一种石灰性紫色土磷素分级方法 |
Non-Patent Citations (8)
Title |
---|
东海特定海区表层沉积物中磷的形态、分布及其环境意义;郑丽波等;《海洋与湖沼》;20030530(第03期);全文 * |
北部湾南部沉积物中磷的形态特征及环境意义;姜双城等;《厦门大学学报(自然科学版)》;20080515(第03期);第438-444页 * |
沉积物中不同形态磷提取方法的改进及其环境地球化学意义;李悦等;《海洋环境科学》;19980220;第17卷(第1期);第15-20页 * |
沉积物中各形态磷的提取方法及影响因素的综述;安明梅等;《广东化工》;20180715(第13期);全文 * |
沉积物磷的分级提取方法及提取相的共性分析;孙境蔚;《环境科学与技术》;第2卷;全文 * |
洪泽湖沉积物中磷赋存形态研究;黄进;《安徽农业科学》;第36卷(第36期);全文 * |
重金属在松花江沉积物中的竞争吸附行为及pH的影响;路永正等;《环境科学研究》;20100115;第23卷(第1期);全文 * |
长江口潮滩植物根际沉积物磷的累积及其生物有效性;欧冬妮等;《土壤通报》;20040606(第03期);全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113340691A (zh) | 2021-09-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chen et al. | Diagenetic uptake of rare earth elements by bioapatite, with an example from Lower Triassic conodonts of South China | |
Kusebauch et al. | Partitioning of arsenic between hydrothermal fluid and pyrite during experimental siderite replacement | |
Paytan et al. | Origin of marine barite deposits: Sr and S isotope characterization | |
Asael et al. | Coupled molybdenum, iron and uranium stable isotopes as oceanic paleoredox proxies during the Paleoproterozoic Shunga Event | |
Haese et al. | Iron species determination to investigate early diagenetic reactivity in marine sediments | |
Qing et al. | Oxygen and carbon isotopic composition of Ordovician brachiopods: Implications for coeval seawater | |
Cao et al. | What do Ce anomalies in marine carbonates really mean? A perspective from leaching experiments | |
Ryan et al. | Extraction of iron oxides from sediments using reductive dissolution by titanium (III) | |
Tatzel et al. | Late Neoproterozoic seawater oxygenation by siliceous sponges | |
Hasiuk et al. | Diagenetic origins of the calcite microcrystals that host microporosity in limestone reservoirs | |
Chavagnac et al. | Sources of REE in sediment cores from the Rainbow vent site (36 14′ N, MAR) | |
Luo et al. | More reducing bottom-water redox conditions during the Last Glacial Maximum in the southern Challenger Deep (Mariana Trench, western Pacific) driven by enhanced productivity | |
Wang et al. | Revisiting Ediacaran sulfur isotope chemostratigraphy with in situ nanoSIMS analysis of sedimentary pyrite | |
Zhang et al. | Geochemical constraints on the protoliths of eclogites and blueschists from North Qilian, northern Tibet | |
Busigny et al. | Iron and sulfur isotope constraints on redox conditions associated with the 3.2 Ga barite deposits of the Mapepe Formation (Barberton Greenstone Belt, South Africa) | |
Basu et al. | Stability of organic carbon components in shale: implications for carbon cycle | |
CN113340691B (zh) | 一种提取海洋沉积物中不同赋存形态磷的方法 | |
Zan et al. | Diagenetic barite-calcite-pyrite nodules in the Silurian Longmaxi Formation of the Yangtze Block, South China: A plausible record of sulfate-methane transition zone movements in ancient marine sediments | |
Yang et al. | Paleoenvironment reconstruction of the Middle Ordovician thick carbonate from western Ordos Basin, China | |
Zhang et al. | Novel use of unique minerals to reveal an intensified methane seep during the last glacial period in the South China Sea | |
Fu et al. | Geochemical changes in the Late Ordovician to Early Silurian interval in the northern margin of the Upper Yangtze Platform, southern China: Implications for hydrothermal influences and paleocean redox circumstances | |
CN114199978A (zh) | 一种测定沉积岩中不同赋存形态金属元素含量的方法 | |
Zhang et al. | Early diagenetic mobilization of rare earth elements and implications for the Ce anomaly as a redox proxy | |
Huang et al. | Early diagenetic REE migration from Fe-Mn nodules to fish teeth in deep sea sediments | |
Zhang et al. | Introduction of isotopically light barium from the Rainbow hydrothermal system into the deep Atlantic Ocean |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |