城市内河沉积物中硫化物(AVS)测定【文献综述】

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1、毕业论文文献综述环境工程城市内河沉积物中硫化物(AVS)测定【摘要】为了解决城市内河沉积物中酸性可挥发硫化物（AVS）的常规测定，对经典的碘量法、离子选择电极法、冷扩散法进行改进，建立了吹气吸收法、改进的冷扩散法、内循环吹气吸收法、内循环冷扩散法四套简易的仪器装置和分析程序。实验表明：内循环吹气吸收法具有装置简单、操作简便、反应时间短、准确度高、可同时测定多组样品的优点，更加适合城市内河沉积物中AVS的常规测定，而内循环冷扩散法作为进一步研究的方向。用改进的冷扩散法测定了采自宁波市城市内河的沉积物样品，得

2、到了内河中AVS的含量。【关键词】内河沉积物；酸性可挥发硫化物（AVS）；测定方法。1.前言酸可挥发性硫化物(AcidVolatileSulfide，简称AVS)是操作定义上的概念，通常是指沉积物中通过冷酸处理可挥发释放出H2S的硫化物,实测中以S2-含量表达，它的大小控制着重金属在沉积物-间隙水之间的分配和重金属的可给性[1]-[3]。研究表明，沉积物中AVS的含量不仅控制着沉积物孔隙水中有效态重金属的浓度,而且通过与重金属形成硫化物影响着沉积物中重金属的生物毒性,是评价水体污染的一项重要指标，已成为制

3、约水产养殖水体可持续利用的关键因素[4]。2.沉积物中硫化物2.1内河沉积物中硫化物的分类沉积物中的硫化物可分为无机硫和有机硫两大类，无机硫的存在形态包括硫酸盐、硫化物和单质硫；有机硫主要是酯硫和碳键硫。其中，铁的硫化物包括铁的单硫化物和二硫化物，是最重要的硫化物。根据沉积物中硫化物的活动性，可以将它们分为三大类：活动性最大的部分即AVS，包括马基诺矿、硫复铁矿和锰的单硫化物，可溶于冷盐酸中；黄铁矿，不溶于冷盐酸中；有机硫化物，也不溶于冷盐酸中[6]。AVS实际上是一个复杂多变的组成体，主要包括游离硫化物

4、，无定型FeS，结晶型马基诺矿，磁黄铁矿，硫复铁矿以及其他二价金属的硫化物和有机形态硫等。2.2内河沉积物中硫化物的形成沉积物中的硫化物主要是通过硫酸盐的异化还原过程而形成的。硫酸盐的异化还原是硫酸根离子被微生物还原成硫化氢的过程。沉积物中的H2S来源于硫酸盐还原细菌对有机质的氧化。国外其他学者也研究认为硫化物起源于可溶性硫化物和硫化亚铁的反应，而且AVS是总硫含量中活性最高的部分。沉积物中的硫化物是硫化细菌以硫酸盐作为电子受体，通过对颗粒性有机碳(CH2O)y3的氧化而形成的。随后，间隙水中的硫化物能与

5、由铁的水合氧化物还原而形成并释放到间隙水中的Fe2+生成FeS：2CH2O+SO42-→H2S+2HCO32-+H+；Fe2++HS-→FeS（S）+H+。2.3内河沉积物中硫化物的分布特征由于沉积有机物在海洋及淡水中都大量存在，其中的硫酸盐含量都足以产生显著的AVS，故内河河水中的AVS不容忽视。通常，内河沉积物中硫化物的含量低于海洋沉积物，和海洋沉积物中硫化物的分布一样，能够随季节和深度变化[7]。一般认为，沉积物中AVS的含量在夏季较高，冬季较低。夏季水温较高，水体中的溶解氧消耗较快，使水一沉积物界

6、面成为还原型，硫酸盐的还原速率比冬季至少高一个数量级，有时AVS的含量可高达两个数量级左右；导致沉积物中硫化物的含量随深度变化的因素包括生物及非生物两方面的影响。另外，生物扰动、清淤、暴雨等会改变沉积物的氧化还原状态，有时这些因素的影响超过了由于季节变化而导致的水温、溶解氧变化的影响，使AVS的浓度出现与一般的季节分布不一致的变化。3.研究背景与意义硫化物是评价水环境沉积物及水质污染的重要指标。自1990年国外首次报道了沉积物中酸可挥发性硫化物(AVS)对沉积物中镉的生物毒效性存在强烈的影响之后，沉积物中

7、的AVS已成为水环境研究的热点，有关AVS的测试方法、AVS在沉积物中含量和分布、AVS含量与沉积物孔隙水中重金属浓度及沉积物中重金属生物有效性关系的研究得到了极大的关注[8]。由于沉积物中的痕量金属与FeS(可酸挥发硫化物的主要成分)反应形成难溶金属硫化物：Me2++FeS=MeS+Fe2+。按照这个AVS模型，如果沉积物中FeS的含量>∑Me2+，则沉积物孔隙水中的金属离子就会形成难溶金属硫化物，使沉积物的生物毒性变低。相反，如果沉积物中FeS<∑Me2+，则沉积物空隙水中的金属离子浓度提高，沉积物的

8、生物毒性变大。因此，研究建立可酸挥发硫化物(AVS)的简单准确快速的测定方法对于预测Cd、Cu、Ni、Pb和Zn的生物有效性及水中沉积物对水产养殖的影响，就具有重要意义。4.沉积物中硫化物的检测方法与改进4.1沉积物中硫化物检测方法目前，测定AVS方法有很多，主要包括碘量滴定法、离子选择电极法、分光光度法、冷扩散法、微库仑法、阴极溶出法等。我国环境标准分析法采用碘量滴定法和对氨基二甲基苯胺光度法。这两种方法都要求酸化样品后，通