废旧阴极射线管（CRT）显示器玻壳进入土壤后铅的释放及转化

连续提取试验中所采用的提取试剂可能溶解土壤中玻壳颗粒表面的铅，因此，本研究采用蒸馏水和CH3COONa-CH3COOH缓冲溶液直接提取玻壳颗粒中的Pb。具体步骤为：将1g玻壳颗粒加入10mL水或CH3COONa-CH3COOH缓冲溶液中，振荡8h，上清液经0.45μm滤膜过滤，测定其中Pb的浓度。
表1 连续分步提取法试验步骤[13]

1.5 分析测定方法
采用HNO3-HClO4-HF高温溶解玻壳颗粒和土壤样品[14]，采用ICP-MS（X Series Ⅱ型，美国热电公司）测定消解溶液中Pb的含量，采用ICP-OES（IRIS Instrepid Ⅱ型，美国热电公司）测定土壤消解溶液中Fe、Al、Mn、Ca、Mg、K、Na的含量。采用全自动X射线荧光光谱仪（XRF）测定土壤样品中Si的含量。连续分步提取溶液中Pb、Ca、Fe，含量的测定与上述相同。
1.6 质量控制
采用土壤标样（GSS1）检验土壤样品消解的回收率，测定的各元素的回收率在-3.87%～6.36%之间，其中Pb的回收率为-0.61%（表2）。根据表2中样品平行消解（S1和S2）和平行测定（A1和A2）的数据，计算得到土壤样品平行消解元素的变异系数为0.00%～7.38%，其中Pb的变异系数为7.38%。仪器平行测定元素的变异系数为0.00%～1.46%，其中Pb的变异系数为1.18%。
表2 标准土壤（GSS1）测定各种元素的回收率和实验土壤处理前后各种元素的含量/mg•kg-1

2 结果与讨论
2.1 土壤样品地球化学特性
处理后（添加CRT玻壳颗粒）实验土壤中Al、Fe、Mn、Mg、Ca、Na、K的含量分别为58275、25970、473、15450、48763、13470、19917mg/kg。处理前实验土壤中Fe和Ca的含量分别为28306mg/kg和42832mg/kg（表2）。处理前后Fe含量略有降低，而Ca的含量升高，表明CRT玻壳中可能含有一定数量的Ca。连续提取过程提取的Ca含量为（29848±3500）mg/kg（n=28），这部分Ca主要为以碳酸盐矿物形式存在的Ca，占处理前土壤总Ca的70%。连续提取程序提取的可还原溶解的Fe含量为（642±77）mg/kg（n=28），仅为处理前土壤总Fe含量的2.3%。由于土壤碳酸盐含量较高，其可能为实验土壤中Pb的主要吸附界面。另一方面，虽然可还原溶解的Fe的含量较低，但这部分Fe的氧化物具有很强的活性或反应性；因此，也可能吸附大量的Pb。添加CRT玻壳颗粒导致实验土壤中总Pb的含量从28.4mg/kg增加到8634.3mg/kg。
2.2 实验土壤处理前后pH值变化
未用盐酸处理的土壤（原始土壤）原位测定的pH值为8.0～8.3，土壤悬浊液（1g土壤:10mL水）的pH值为9.0～9.3 用盐酸处理后，土壤原位测定的pH值为7.1～7.4，土壤悬浊液的pH值为8.2～8.7 由于水的稀释，土壤悬浊液的pH值通常比原位测定的土壤pH值高0.2～0.5单位[15]。加酸处理导致土壤pH值显著下降。土壤pH值未随土壤培养（处理）时间的增加发生明显变化（图1）。
2.3 CRT玻壳颗粒中Pb的释放和转化
CRT玻壳颗粒加入土壤后，其含有的Pb逐渐向土壤释放，导致土壤中EXC、CARB和RO结合态的Pb随时间呈现出逐渐升高的趋势（图2）。

图1土壤原位测定的pH值和土壤悬浊液（1g土壤:10mL水）pH值随土壤处理（培养）时间的变化

图中水平虚线代表可能从CRT玻壳颗粒表面直接溶解的Pb；T1和T2代表土壤加酸和未加酸处理；A和B代表每种处理的2个平行实验
图2溶解与可交换态Pb（a）、与碳酸盐结合的Pb（b）、与铁锰氧化物结合的Pb（c）及3种形态Pb的总和（d）随处理时间的变化