完整版土壤重金属检测.docx

1、完整版土壤重金属检测土壤重金属检测第一部分：样品的采集一个完满的环境样品的解析， 包括从采样开始到出报告， 样品解析流程为： 采样 样品办理 解析测定 整理报告，大体可分为这四个阶段。这四个阶段所需时间及劳动强度为：样品采集 6.0%，样品办理 61.0%，解析测试 6.0%，数据办理及报告 27.0%。1土壤样品的采集采集土样时务必要注意所采样品的代表性， 即所采集的样品对所研究的对象应拥有最大的代表性。采样要贯彻 “随机 ”、“等量 ”和 “多点混淆 ”的原则进行采样2采样器具工具类： 不锈钢土钻、 铁锹或锄头、 土刀、 取土器、竹片以及适合特别采样要求的工具，分样盘、塑料布或塑料盆等用于

2、野外现场缩分样品的工具。器材类： GPS、照相机、卷尺、铝盒、样品袋、样品箱等。文具类： 样品标签、 采样记录表、 现场检查表、 铅笔、 资料夹等； 安全防范用品： 雨具、工作鞋、药品箱等。3 采样单元的划分由于土壤的不均一性， 以致同一研究地区各土壤拥有差异性， 同一块土壤中不相同点也具有差异， 故在实地采样前， 应先依照现场勘探和所采集的有关资料， 将研究范围划分为若干个采样单元。采样单元的划分，采样单元以土类和成土母质种类为主， 其次依照地形、地貌、土上设施情况、 土壤种类、 农田等级等因素确定， 原则上应使所采土样能使所研究的间题在解析数据中获取全面的反响。 在一个采样单元中， 若是用

3、多个样点的样品分别进行解析， 其平均值或其他统计值 （如标准差或置信区间等） 的可靠性， 无疑要比单独取一个样品的解析结果更大，但这样做的工作量比较大。若是把多个样点的土样等量地混淆平均，组成一个 “混淆样品”进行测定，工作量即可大为减少，而其测定值也可获取周边的代表性，由于混淆样品的测定值，本质上相当于各个样点分别测定的平均值。整体要依照 “同一单元内的差异性尽可能地小，不相同单元之间的差异性尽可能的要大 ”。4确定采样的布点原则应依照任务的性质、复杂程度、地区规模的大小和所要求的精度兼顾设计，实行科学、优化布点。 布点原则是布设采样点的依照。 在采样点数与采样密度确定此后， 采样点该如何设

4、置， 点位如何分配， 样点设在什么地刚才能满足研究的需要， 如何使所布设的采样点拥有较好的代表性和典型性，这是布点原则所反响和表现的基本要求。 布点要有代表性、 兼顾平均性， 采样集中在位于每个采样单元相对中心地址的典型地块，面积以 1 10 亩的典型地块为宜； 采集样品要拥有所在单元所表现特色最明显、最稳定、最典型的性质，要防范各种非检查因素的影响，一个土壤样品只能代表一种土壤条件，采样点应基本能代表整个采样单元的土壤特色； 尽量防范在多种土壤种类和多种母质母岩交织分布的边沿地带安排样点； 布点应试虑不相同的土地利用方式、种植制度和不相同的地形部位； 不在水土流失严重或表土被损弊端设置采样点

5、；采样点远离铁路、公路、道路，不能够设在住处周围、田边、沟边、路旁、粪坑周边、肥堆边、坟堆周边人为搅乱严重的地方设点； 选择土壤种类特色明显的地址挖掘土壤剖面，要求剖面发育完满、 层次较清楚且无侵入体； 在耕地上采样，应认识作物种植及农药使用情况，选择不施或少施农药、肥料的地块作为采样单元， 以尽量减少人为活动的影响；记录现场采样点的详细情况，如土壤剖面形态特色等做详细情况。5采样点的布点设计方法土壤环境样品一般有以下几种布点方法： 对角线布点法、 梅花形布点法、 棋盘式布点法、蛇形布点法、网格法布点。a 对角线采样法 b 蛇形采样法c 梅花形采样法 d 网格采样法图 1-1 采样点的布点方法

6、5.1 对角线采样法对角线采样法 （见图 1-1a）适用于面积较小、 地势平坦、研究地区较正直或方形的污水灌溉或受废水污染土壤， 可分为单对角线取样法和双对角线取样法两种。 单对角线取样方法是在田块的某条对角线上， 按必然的距离选定所需的全部样点； 双对角线取样法由研究单元的某一角向对角引素来线， 在从相邻角落向其对角引对角线， 将两条对角线划分为若干均分（一般 35 均分），在每均分的中点处采样。 取样点很多于 5 个。依照检查目的、 研究地区面积和地形等条件可做变动，多划分几个均分段，适合增加采样点。5.2 蛇形采样法蛇形采样法（见图 1-1b ）适用于面积较大，地势不太平坦，土壤不平均的

7、土壤。按此法采样， 在研究单元曲折前进来分布样点， 至于曲折的次数则依研究单元的长度、 样点密度而有变化，一般在 37 次之间。该法布样点数量很多，为全面客观议论污染土壤污染情况，在布点的同时要做到与土壤生长作物监测同步进行布点、采样、监测，以便于监测解析。5.3 梅花形采样法梅花形采样法（见图 1-1c）适合于面积不大、地形平坦、土壤平均的土壤田块，中心点设在两对角线订交处，一般设 510 个采样点。5.4 网格法布点网格法（见图 1-1d）又称分种类随机抽样法，一般适用于地形和缓、土地情况简单，工作地区面积较小的地区。6采样方法目前，老例土壤采样方法有以下几种： 采样筒取样，适合表层土样的

8、采集，将长 10cm、直径 8cm 的金属也许塑料采样器的采样筒，直接压入土层内，尔后用竹片也许木片挖出。 土钻取样，用土钻钻至所需要深度将其取出，用挖土勺挖出土样。 挖坑剖面取样，适用于采集分层土样，需在特定采样地址挖掘一个11.5m 左右的长方形土坑，一般深度约在1 m 以内，见图1-2，依照土壤剖面颜色、结构、质地、松紧度、温度、植物根系分布等划分土层，并进行仔细观察，将剖面形态、特色自上而下逐一记录，随后由下而上逐层采集，沿土壤剖面层次分层取样。典型的自然土壤剖面分为A层（表层，腐殖质淋溶层） 、B 层（亚层，淀积层） 、C 层（风化母岩层、母质层）和底岩层，见图1-3。别的，挖掘土壤

9、剖面有以下几点注意事项：第一，一般要使剖面观察面向着太阳光辉，以便观察和摄影， 但在山区或林区， 由于由地坡向或条件限制不能能见到直射光辉别的；第二，挖出的表土和底土分别堆放在土坑两侧，不要相互混淆， 以便观察达成后分层填回，不致打乱土层，影响肥力，特别对农业耕作区更应注意；第三，在观察面上方，不应堆土，也不应站人或走动，省得破坏土壤表层结构，影响剖面形态的观察和描述及取样。别的，在研究重金属在垂直方向上搬动时，一般是在剖面中有代表性的典型部位取样，而不在过渡层上取样。为防范污染， 应刮去其表层， 从下而上逐层取样， 一般上层取样较密， 基层取样较稀。图 1-2 土壤剖面挖掘表示图 图 1-3

10、 土壤剖面挖掘表示图第二部分：样品的预办理1加工工具与容器土壤样品加工工具和容器一般不使用铁、 铝等金属制品， 最好采用木质和塑料制品。 所需的工具与容器有：晾干样品用的无色聚乙烯塑料盘（也许白色塘瓷盘） ，放塑料盘用的木架，木夹，分装土壤样品用的 250ml 、 500ml 带塞磨口玻璃瓶，尼龙筛一套（数量视加工量而定）， 60 70cm 有机玻璃板，有机玻璃棒，木棒，木滚，玛瑙研钵，玛瑙研磨机，塑料薄膜或桐油漆布，特制牛皮包装纸袋等。2样品的加工过程从野外取回的土样， 经登记编号后， 都需经过一个加工过程： 风干、磨碎、 过筛、混匀、装瓶，以备各项测定之用。 风干将采回的土样，放在木盘中或

11、塑料布上，摊成约 2cm 厚的薄层，置于室内，用木棒或者玻璃棒间隔地翻动通风阴干。在土样半干时，须将大土块捏碎（特别是黏性土壤） ，在半促使其平均风干， 省得完满干后结成硬块， 难以磨细和完满风干， 此时应注意防范样品在翻拌、捏碎过程中造成混淆和污染。在风干过程中还应随时拣去粗大的动植物残体如根、茎、叶、虫体等和石块、结核（石灰、铁、锰） 。风干场所力求干燥通风，可使用排风扇，保证防范灰尘的污染。土壤标签应用竹夹夹在相应塑料盘或塑料布边上，以便查对，防范混淆。风干后的土样装回布袋转送样品加工室制备。 粉碎过筛风干后的土样在样品加工粗磨室， 将风干好的土样轻轻倒入钢玻璃底或木盘上， 用木棍或有机

12、玻璃棒压碎， 其实不断消除碎石、 砂砾及植物根茎等。 用四分法切割压碎的样品分成两份，如图 1-4。过 100 目尼龙筛，过筛的样品全部置于聚乙烯薄膜上（ 60 60cm）充分混匀。混匀的方法是轮换提起方形薄膜的对角一上一下提起， 数次后用玻璃棒搅拌， 这样屡次多次，直至土壤平均为止。用四分法将样品分成两份， 一份交样品库存放， 另一份连续用四分法缩分， 第二次缩分的样品，一份留作备用，另一份进细磨室研磨至全部经过 100 目尼龙筛，充分混淆平均后，分装于特制牛皮纸袋内，以备解析测试使用。第一步 第二步 第三步图 1-4 四分法取样步骤图第三部分：样品的消解酸分解步骤为： 正确称取 （正确到

13、，以下都与此相同）风干土样于聚四氟乙烯坩埚中， 用几滴水润湿后加入 20ml 浓HNO 3，在电热板上加热至近粘稠状，加入20mlHF 并连续加热， 为了达到优异的飞硅收效，应经常摇动坩埚。 最后加入20ml HClO4 并加热至白烟冒尽。对于含有机质很多的土样应再加入 HClO 4 此后加盖消解，土壤分解物应呈白色或淡黄色（含铁较高的土壤） ，倾斜坩埚时呈不流动的粘稠状。用水冲洗内壁及坩埚盖，温热溶解残渣，冷却后，定容至 100ml 或 50ml ，最后体积依待测成分的含量而定。试样分解的可否完满， 将直接影响测定结果的正确度， 在使用上述的酸分解方法时应注意以下几点： 温度要严格控制， 温

14、度过高， 分解试样时间诚然缩短， 但一般会以致测定结果偏低。 在蒸至近干的过程中， 温度要保质适中以便冒烟时间要足够长， 溶解物应呈粘稠状，立刻坩埚倾斜后溶解物不能够流动。 有时看起来虽已蒸干， 但浓白烟不仅， 这时应移到低温处，连续冒至罕见。 若溶解物冷却后看到已粘稠近干， 这是析出大量盐类所致， 慢慢加热则会发现还没有蒸至近干。 应在加入 HClO 4 从前加入 HF，否则不能够达到优异的飞硅收效。含硅质很多的试样要屡次加 HF 。 含有机质很多的土样要屡次的加入 HClO 4，并屡次蒸至近干，且需要盖上坩埚盖，用较长时间回流加热。 当土样含 K 很多时，经常出现白色的积淀物，这是KClO

15、4 等盐类，勿需过滤，一般不会影响测定，特别是微量元素的积淀。 若是试样蒸枯竭，会以致好多元素的测定结果偏低，应重新称量试样消解。第四部分：检测方法由于土壤结构和人为影响的不相同， 土壤中的重金属元素的含量差异较大， 加之在原子吸收解析中元素间解析矫捷度的差异，使平时在土壤中总铜、铅、锌、镉、铬的测定中，需分别采用直接火焰原子吸取、 萃取火焰原子吸取和无火焰原子吸取等不相同的方法。 这样，同一土壤样品必定取样消解 23 次，解析 23 次才能满足要求。本方法改用一次取样消解，运用直接喷样、适合稀释等方法，实现了内河底质中的总铜、铅、锌、镉、铬的一次直接火焰原子吸取法测定。（ 1）试剂 硝酸（

16、），优级纯。 盐酸（ ），优级纯。 高氯酸（ ），优级纯。 氢氟酸（ ），优级纯。 氯化铵，优级纯。 铜标准贮备液 （）：正确称取（正确至）光谱纯金属铜于 50mL烧杯中，加入硝酸溶液 20mL ，温热，待溶解完满，转移至 1000mL 容量瓶中，用水定容至标线，摇匀。 铅标准贮备液（）：正确称取（精确至 0.0002g ）优级纯金属铅于50mL 烧杯中，加入 20mL 硝酸溶液 ，微热溶解。冷却后转移至 1000mL 容量瓶中，用水定容至标线，摇匀。 锌标准贮备液（）：正确称取（正确至 ）优级纯金属锌粒于50mL 烧杯中，加入硝酸溶液 20mL 溶解完满后，转移至 1000mL 容量瓶中，用

17、水定容至标线，摇匀。 镉标准存储液 （）正确称取（精确至）优级纯金属镉于 50mL烧杯中，加入 20mL 硝酸溶液 ，微热溶解。冷却后转移至 1000mL 容量瓶中，用水定容至标线，摇匀。 铬标准贮备溶液 （）：称取起初在150洪 2h 置于干燥器中冷却至室温的基准重铬酸钾（ K 227烧杯中，加水溶解，移入1000mL 容量瓶中，CrO ），置于 250mL用水稀释至刻度，摇匀。（2）主要仪器与工作条件原子吸取分光光度计。 铜、铅、锌、镉、铬阴极灯。 聚四氟乙烯坩埚。 仪器工作条件仪器工作条件见表 4-20。表 4-19 混淆标准使用液的标准系列浓度元素 标准系列浓度（ mg/L ）ZnCu

18、PbCdCr表 4-20 铜、铅、锌、镉、铬的仪器测定条件元素波长 /nm狭缝 /nm火焰种类Zn空气 -乙炔（贫燃）Cu空气 -乙炔（贫燃）Pb空气 -乙炔（贫燃）Cd空气 -乙炔（贫燃）Cr357空气 -乙炔（富燃）（ 3）待测试样的制备称取 0.5000g 制备好的土壤样品，置于100mL 聚四氟乙烯烧杯中，加入王水10ml，盖上表面皿，在室温下放置过夜；尔后置低温电热板上加热分解 24h，期间不断补加适合王水，直至溶液透明；加入氢氟酸 5ml ，加热消煮 10min ，冷却后加入 5ml 高氯酸，蒸发至近干，再加 2ml 高氯酸，蒸发至近干，冷却；加入 1%的硝酸 25ml ，煮沸使残

19、渣溶解，将消解液移至 50ml 容量瓶中，加入 1ml 10%的氯化铵溶液和 5ml 3mol/L 的盐酸，用 1%的硝酸定容，用于铜、铅、锌、镉、铬的测定。全程序做空白。（ 4）标准工作曲线的绘制按表 3 所示的仪器工作条件，对应调治好仪器，待牢固后，分别测定 ? 中配置的混淆标准使用液的吸光度，并绘制工作曲线。（ 5）测定样品测定需在在（ 4）中标准工作曲线的绘制时的完满相同工作状态及仪器条件（表 3）下，测定样品消解液的对应吸光度，依照标准曲线分别计算土壤样品中铜、铅、锌、镉、铬的含量。（6）说明取样量小于 0.8g 时不利于铅、 镉的解析， 取样量大于 1.5g 时不利于锌的解析。 故

20、取样量为。 从土壤样品的测定结果来看，使用硝酸 -高氯酸、硝酸 - 硫酸 -高氯酸、王水 - 氢氟酸 -高氯酸 3 种消解系统，王水 -氢氟酸 -高氯酸方法消解最完满，且消解液粘度较低，进样毛细管不易拥堵，解析测定方便。 该方法测定本质样品的加标回收率为 91.8%106.0% ，相对标准偏差为 Cu2.8%，Pb 4.0%， Zn 4.3%， Cd 4.5%， Cr 3.2%，能够满足土壤样品测定的要求。第五部分：实验结果一、铅1、 Pb 的标准曲线及方程A C (mg/L)图 1 Pb 的标准曲线图Pb 的标准曲线方程： Y = A + B * X （ ， ， ）2、实验数据及结果元素样品

21、名称样品检测浓度浓度（mg/L ）对应土壤中或水中重金属含量1Pb2水二、锌1、 Zn 的标准曲线及方程A C (mg/L)图 2 Zn 的标准曲线图Zn 的标准曲线方程： Y = A + B * X （ ， ， ）2、实验数据及结果元素样品名称样品检测浓度浓度（mg/L ）对应土壤中或水中重金属含量1Zn2水三、镉1、 Cd 的标准曲线及方程A C (mg/L)图 3 Cd 的标准曲线图Cd 的标准曲线方程： Y = A + B * X （ ， ， ）2、实验数据及结果元素样品名称样品检测浓度（mg/L ）对应土壤中或水中重金属含量1Cd2水0.0658 mg/L四、铬1、 Cr 的标准曲线及方程A 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 C (mg/L)图 4 Cr 的标准曲线图Cr 的标准曲线方程： Y = A + B * X （ ， ， ）2、实验数据及结果元素样品名称样品检测浓度（mg/L ）对应土壤中或水中重金属含量1Cr2水五、铜1、 Cu 的标准曲线及方程A C (mg/L)图 4 Cu 的标准曲线图Cu 的标准曲线方程： Y = A + B * X （ ， ， ）2、实验数据及结果 2元素样品名称样品检测浓度（ mg/L ）对应土壤中或水中重金属含量1Cu2水土壤背景值单位： mg/kg土壤种类PbZnCdCrCu关中娄土中国土壤