土壤中铜的含量的测定Word文件下载.docx

1、 环境质量是环境科学研究的中心，土壤环境质量是人类生存环境质量的重要部分，土壤微量元素的自然高、低背景值对土壤环境质量有重大影响，而人为污染是微量元素在土壤中大量积累对土壤环境质量具有更为广泛的严重影响。土壤环境背景值反应土壤化学元素的平均含量、化学元素在土壤与其个环境要素之间的迁移转化处于动态平衡状态，化学元素超过土壤环境背景值，这说明动态平衡开始遭到破坏，当破坏程度达到难以恢复新的动态平衡时，则土壤已被污染。因此，反应土壤中微量元素平均含量的背景值是环境管理的重要依据，在土壤环境管理方面得到广泛应用。 1.土壤环境质量评价土壤环境背景值是土壤环境质量评价的重要依据，是判别土壤污染与否的重要

2、标准。2.区域土壤环境质量控制区域土壤环境质量控制必须以区域污染负荷总量控制为前提，区域污染负荷总量控制又建立在土壤环境容量基础之上，而土壤环境背景值正式土壤环境容量研究的必要参数。3.土壤环境质量标准的制定有图土壤污染物到人体内必须通过食物链，两者关系是间接地。土壤环境标准的制定有一定的难度。国内外尚缺乏较完整的土壤环境质量标准，在全国土壤环境背景值调查研究中，以土壤环境背景值为重要依据，进行了制定土壤环境质量标准的探索。根据土壤环境质量的功能，将我国土壤划分为四类区域：一类为自然保护和生活饮用水源保护区，基本不受人为污染，为土壤背景值区；二类为农牧区，涉及各种食物链，为土壤背景值上限区；三

3、类为天然人工林地，基本不涉及食物链，已有轻度污染；四类为废弃，污水徒弟处理区，城镇工矿用地，已经遭受污染。二 、文献调研（一）样品采集和样品制备的方法1选取采样点的原则和布点方式布点原则在采样单元、采样点数确定之后，采样点应该如何设置，点位如何分配，样点都设在什么地方才能满足研究的需要，如何使所布设具有最好的代表性和典型性，必须遵循一定的布点原则。1.在确定的采样单元中布点，一般要求随机均匀布设，以能代替整个监测区域为原则。2.不在多种土壤类型的多种母质母岩交叉分布的边缘地带安排样点。3.坚持最优检测原则，优先监测代表性强、有可能造成污染的最不利得方位、地块，即坚持哪里有污染就在哪里布点，把监

4、测点布设在怀疑或已证实有污染的地方，根据技术力量和财力条件，优先布设在那些污染严重、影响农业生产活动的地方。4.污染纠纷或污染事故调查时，坚持按污染的走向布点，并设置对照点。布点方法采样点的布设，可以分为布点和定点两个阶段。在采样点的数量确定之后，按照所规定的布点原则，将采样点预先圈定在相应比例尺的地形图上，给出样点布设图，这一过程称为分布点。布点一般在室内进行。在完成布点的基础上，按照样点布设图，到野外采样现场，选择合适的、具体的样点位置，采集土壤样品，这一过程称为定点。定点工作一般在采样现场进行。样点布置是整个采样过程中非常重要的环节，是贯彻总体思想、实施研究方案的第一个技术行为。土壤样点

5、的布设方法对不同的采样单元有所不同，主要有以下几种布点方法。1.一般污染型土壤监测点 主要用“分类型随机测样法”，即将采样点随机均匀地分布在采样区域内，一般适用地形平缓、土壤情况简单、工作区面积较小的地区。2.大气污染型土壤监测点 以大气污染源为中心，采用放射状布点法。布点密度由中心起由密渐稀。在同一密度圈内均匀布点，同时在大气污染源主导风向，烟囱高度十倍处适当增加布点数量。3.灌溉水污染型土壤监测点 在纳污灌溉水体两侧，按水流方向采用带状布点法。布点密度自灌溉水体纳污口起由密渐疏，各引灌段相对均匀。4、农用固体废弃物污染型土壤型监测点 在施用种类、施用量、施用时间等基本一致的情况下采用均匀布

6、点法。5、固体废物堆污染型土壤监测点 地表固体废物堆可结合地表径流和当地常年主导风向，采用放射布点法和带状布点法；地下填埋废物堆根据填埋位置可采用多种形式的布点法。6、农用化学物质污染型土壤监测点 采用均匀布点法。7、综合污染型土壤监测点 主要以污染物排放途径为主，综合放射布点法、带状布点法及均匀布点法。 2各种样品的制备方法土壤样品的采集与制备污染土壤样品的采集采样点的布设。由于土壤本身分布不均匀，应多点采样并均匀混合成为具有代表性土壤样品。在同一采样分析单位里，如面积不太大，在10001500平方米以内，可在不同方位上选择510个具有代表性的采样点，点的分布应尽量照顾土壤的全面情况，不可太

7、集中，也不能选在采样区的边或某特殊的点（如堆肥旁）等。采样的深度。如果只是一般了解土壤污染情况，采样深度只需取15厘米左右的耕层土壤和耕层以下1520厘米的土样，如果要了解土壤污染深度，则应按土壤剖面层分层取样。采样量。由于测定所需的土样是多点混合而成的，取样量往往较大，而实际供分析的土样不需要太多。具体需要量视分析项目而定，一般要求1公斤。因此，对多点采集的土壤，可反复按四分法缩分，最后留下所需的土样量。土壤本底值测定的样品采集样点选择应包括主要类型土壤，并远离污染源，同一类型土壤应有35个以上的采样点。其次，要注意与污染土壤采样不同之处是同一点并不强调采集多点混合样，而是选取植物发育典型具

8、代表性的土壤样品。采集深度为一米以内的表土和心土。土壤样品的制备土样的风干。除了测定挥发性的酚，氰化物等不稳定组分需要用新鲜土样外，多数项目的样品需经风干，风干后的样品容易混合均匀。风干的方法是将采得的土样全部倒在塑料薄膜上，压碎土块，除去植物根茎，叶等杂物，铺成薄层，在室温下经常翻动，充分风干。要防止阳光直射和灰尘落入。磨碎与过筛。风干后的土样，用有机玻璃棒碾碎后，通过2mm孔径尼龙筛，以除去砂砾和生物残体。筛下样品反复按四份法缩分，留下足够供分析用的数量，再用玛瑙研钵磨细，通过100目尼龙筛，混匀装瓶备用。制备样品时，必须避免样品受污染。生物样品的采集与制备植物样品的采集和制备采样的一般原

9、则有以下几点：代表性：选择一定数量的能代表大多数情况的植物株作为样品，采集时，不要选择田埂、地边及离田埂地边2m范围以内的样品。典型性：采样部位要能反应所要了解的情况，不能将植株各部位任意混合。适时性：根据研究需要，在植物不同生长发育阶段，定期采样，以便了解污染物的影响情况。采样量。将样品处理后能满足分析之用。一般要求样品干重1kg，如用新鲜样品，以含水80%90%计，则需5kg。采样方法。常以梅花形布点或在小区平行前进以交叉间隔方式布点，采510个试样混合成一个代表样品，按要求采集植株的根、茎、叶、果等不同部位，采集根部时，尽量保持根部的完整。用清水洗四次，不准浸泡，洗后用纱布擦干，水生植物

10、应全株采集。样品制备的方法有：新鲜样品的制备。测定植物中易变化的酚、氰、亚硝酸等污染物，以及瓜果蔬菜样品，宜用鲜样分析。其制备方法：样品经洗净擦干，切碎混匀后，称取100g放入电动捣碎机的捣碎杯中，加同量蒸馏水，打碎12分钟，使成浆状。含纤维较多的样品，可用不锈钢刀或剪刀切成小碎块混匀供分析用。风干样品的制备。用干样分析的样品，应尽快洗净风干或放在4060鼓风干燥箱中烘干，以免发霉腐烂。样品干燥后，去除灰尘杂物，将其剪碎，电动磨碎机粉碎和过筛（通过1mm或0。25mm的筛孔），处理后的样品储存在磨口玻璃广口瓶中备用。动物样品的收集和制备血液：用注射器抽一定量血液，有时加入抗凝剂（如二溴酸盐），

11、摇匀后即可。毛发：采样后，用中性洗涤剂处理，去离子水冲洗，再用乙醚或丙酮等洗涤，在室温下充分干燥后装瓶备用。肉类：将待测部分放在搅拌器搅拌均匀，然后取一定的匀浆作为分析用。若测定有机污染物，样品要磨碎，并用有机溶剂浸取，若分析无机物，则样品需进行灰化，并溶解无机残渣，供分析用。其他固体试样的采集与制备对地质样品以及矿样可采取多点、多层次的方法取样，即根据试样分布面积的大小，按一定距离和不同的地层深度采取。磨碎后，按四分法缩分，直到所需的量。对制成的产品或商品，可按不同批号分别进行，对同一批号的产品，采样次数可按下式决定： S=（N/20）0。5式中，N代表被测物的数目（件、袋、包、箱等），取好

12、后，充分混匀即可。对金属片或丝状试样，剪一部分即可进行分析。但对钢锭和铸铁，由于表面与内部的凝固时间不同，铁和杂质的凝固温度也不一样，表面和内部组成是不很均匀的，应用钢钻钻取不同部位深度的碎屑混合。水样的采集与制备水样比较均匀，在不同深度分别取样即可，粘稠或含有固体的悬浮液或非均匀液体，应充分搅匀，以保证所取样品具有代表性。采集水管中或有泵水井中的水样时，取样前需将水龙头或泵打开，先放1015min的水再取。采取池、江、河中的水样，因视其宽度和深度采用不同的方法采集，对于宽度窄、水浅的水域，可用单点布设法，采表层水分析即可。对宽度大，水深的水域，可用断面布设法，采表层水、中层水和底层水供分析用

13、。但对静止的水域，应采不同深度的水样进行分析。采样的方法是将干净的空瓶盖上塞子，塞子上系一根绳，瓶底系一铁砣或石头，沉入离水面一定深处，然后拉绳拔塞让水灌满瓶后取出。气体样品的采集采样方法抽气法有以下几种：吸收液：主要吸收气态和蒸气态物质。常用的吸收液有：水、水溶液，有机溶剂。吸收液的选择依据被测物质的性质及所用分析方法而定。但是，吸收液必须与被测物质发生的作用快，吸收率高，同时便于以后分析步骤的操作。固体吸附剂：有颗粒状吸附剂和纤维状吸附剂两种。前者有硅胶、素陶瓷等，后者有滤纸、滤膜、脱脂棉、玻璃棉等。吸附作用主要是物理性阻留，用于采集气溶胶。硅胶常用的是粗孔及中孔硅胶，这两种硅胶均有物理和

14、化学吸附作用。素陶瓷需用酸或碱除去杂质，并在110120烘干，由于素陶瓷并非多孔性物质，仅能在粗糙表面上吸附，所以采样后洗脱比较容易。采用的滤纸及滤膜要求质密而均匀，否则采样效率降低。真空瓶法。当气体中被测物质浓度较高，或测定方法的灵敏度较高，或当被测物质不易被吸收液吸收，而且用固体吸附剂采样有困难时，可用此方法采样。将不大于1L的具有活塞的玻璃瓶抽空，在采样地点打开活塞，被测空气立即充满瓶中，然后往瓶中加入吸收液，使其有较长的接触时间以利吸收被测物质，然后进行化学测定。置换法。采取小量空气样品时，将采样器（如采样瓶、采样管）连接在一抽气泵上，使通过比采样器体积大610倍的空气，以便将采样器中

15、原有的空气完全置换出来。也可将不与被测物质起反应的液体如水、食盐水注满采样器，采样时放掉液体、被测空气即充满采样器中。静电沉降法。此法常用于气溶胶状物质的采样。空气样品通过1200020000伏电压的电场，在电场中气体分子电离所产生的离子附着在气溶胶粒子上，使粒子负带电荷，此带电荷的粒子在电场的作用下就沉降到收集电极上，将收集电极表面沉降的物质洗下，即可进行分析。此法采样效率高、速度快，但在有易爆炸性气体、蒸气或粉尘存在时不能使用。采样原则采样效率。在采样过程中，要得到高的采样效率，必须采用合适的收集器及吸附剂，确定适当的抽气速度，以保证空气中的被测物质能完全地进入收集器中，被吸收或阻留下来，

16、同时又便于下一步的分离测定。采样点的选择。根据测定的目的选择采样点，同时应考虑到工艺流程，生产情况，被测物质的理化性质和排放情况，以及当时的气象条件等因素。每一个采样点必须同时平行采集两个样品，测定结果之差不得超过20%，记录采样时的温度和压力。如果生产过程是连续性的，可分别在几个不同地点，不同时间进行采样。如果生产是间断性的，可在被测物质产生前、产生后以及产生的当时，分别测定。3样品分解的各种方法根据分解试样时所用的试剂不同，分解方法可分别为湿法和干法。湿法是用酸、碱或盐的溶液来分解试样，干法则用固体的盐、碱来熔融或烧结分解试样。酸法分解 由于酸较易提纯，过量的酸，除磷酸外，也较易除去，分解

17、时，不引进除氢离子以外的阳离子，操作简单，使用温度低，对容器腐蚀性小等优点，应用较广。酸分解法的缺点是对某些矿物的分解能力较差，某些元素可能挥发损失。盐酸浓盐酸的沸点为108，故溶解温度最好低于80，否则，因盐酸蒸发太快，试样分解不完全。 易溶于盐酸的元素或化合物是：Fe，Co，Ni，Cr，Zn；普通钢铁、高铬铁，多数金属氧化物（如MnO2、2PbOPbO2、Fe2O3等），过氧化物，氢氧化物，硫化物、碳酸盐、磷酸盐、硼酸盐等。 不溶于盐酸的物质包括灼烧过的Al，Be，Cr，Fe，Ti，Zr和Th的氧化物SnO2，Sb2O5，Nb2O5，Ta2O5，磷酸锆，独居石，磷钇矿，锶、钡和铅的硫酸盐，

18、尖晶石，黄铁矿；汞和某些金属的硫化物，铬铁矿，铌和钽矿石和各种钍和铀的矿石。 As （III），Sb （III），Ge （IV） 和Se （IV），Hg （II），Sn （IV），Re （VIII） 容易从盐酸溶液中（特别是加热时）挥发失去。在加热溶液时，试样中的其他挥发性酸，诸如HBr，HI，HNO3，H3BO3和SO3当然也会失去。硝酸 易溶于硝酸的元素和化合物是除金和铂系金属及易被硝酸钝化以外的金属、晶质铀矿（UO2）和钍石（ThO2）、铅矿，几乎所有铀的原生矿物及其碳酸盐、磷酸盐、钒酸盐、硫酸盐。 硝酸不宜分解氧化物以及元素Se，Te，As。很多金属浸入硝酸时形成不溶的氧化物保护层，因

19、而不被溶解，这些金属包括Al，Be，Cr，Ga，In，Nb，Ta，Th，Ti，Zr和Hf。Ca，Mg，Fe能溶于较稀的硝酸。硫酸 浓硫酸可分解硫化物、砷化物、氟化物、磷酸盐、锑矿物、铀矿物、独居石、萤石等。还广泛用于氧化金属Sb，As，Sn和Pb的合金及各种冶金产品，但铅沉淀为PbSO4。溶解完全后，能方便地借加热至冒烟的方法除去部分剩余的酸，但这样做将失去部分砷。硫酸还经常用于溶解氧化物、氢氧化物、碳酸盐。由于硫酸钙的溶解度低，所以硫酸不适于溶解钙为主要组分的那些物质。 硫酸的一个重要应用是除去挥发性酸，但Hg （II），Se （IV）和Re （VII）在某种程度上可能失去。磷酸、硼酸也能失

20、去。磷酸磷酸可用来分解许多硅酸盐矿物、多数硫化物矿物、天然的稀土元素磷酸盐、四价铀和六价铀的混合氧化物。磷酸最重要的分析应用是测定铬铁矿，铁氧体和各种不溶于氢氟酸的硅酸盐中的二价铁。尽管磷酸有很强的分解能力，但通常仅用于一些单项测定，而不用于系统分析。磷酸与许多金属，甚至在较强的酸性溶液中，亦能形成难溶的盐，给分析带来许多不便。高氯酸温热或冷的稀高氯酸水溶液不具有氧化性。较浓的酸（60%72%）虽然冷时没有氧化能力，热时却是强氧化剂。纯高氯酸是极其危险的氧化剂，放置时它将爆炸，因而决不能使用。操作高氯酸、水和诸如乙酸酐或浓硫酸等脱水剂的混合物应格外小心，每当高氯酸与性质不明的化合物混合时，也应

21、极为小心，这是严格的规则。热的浓高氯酸几乎与所有的金属（除金和一些铂系金属外）起反应，并将金属氧化为最高价态，只有铅和锰呈较低氧化态，即Pb （II）和Mn （II）。但在此条件下，Cr不被完全氧化为Cr （VI）。若在溶液中加入氯化物可保证所有的铱都呈四价。高氯酸还可溶解硫化物矿、铬铁矿、磷灰石、三氧化二铬以及钢中夹杂碳化物。氢氟酸氢氟酸分解极其广泛地应用于分析天然或工业生产的硅酸盐，同时也适用于许多其他物质，如Nb，Ta，Ti和Zr的氧化物、Nb和Ta的矿石或含硅量低的矿石。另外，含钨铌钢、硅钢、稀土、铀等矿物也均易用氢氟酸分解。许多矿物，包括石英、绿柱石、锆石、铬铁矿、黄玉、锡石、刚玉、

22、黄铁矿、蓝晶石、十字石、黄铜矿、磁黄铁矿、红柱石、尖晶石、石墨、金红石、硅线石和某些电气石，用氢氟酸分解将遇到困难。混合酸混合酸常能起到取长补短的作用，有时还会得到新的，更强的溶解能力。王水（HNO3HCl = 13）：可分解贵金属和辰砂、镉、汞、钙等多种硫化矿物，亦可分解铀的天然氧化物、沥青铀矿及许多其他的含稀土元素、钍、锆的衍生物，某些硅酸盐、矾矿物、彩钼铅矿、钼钙矿、大多数天然硫酸盐类矿物。磷酸 硝酸：可分解铜和锌的硫化物和氧化物。磷酸 硫酸：可分解许多氧化矿物，如铁矿石和一些对其他无机酸稳定的硅酸盐。高氯酸 硫酸：适于分解铬尖石等很稳定的矿物。高氯酸 盐酸 硫酸：可分解铁矿、镍矿、锰矿

23、石。氢氟酸 硝酸：可分解硅铁、硅酸盐及含钨、铌、钛等试样。熔融分解法 用酸或其他熔剂不能分解完全的试样，可用熔融的方法分解。此法就是将熔剂和试样相混后，于高温下，使试样转变为易溶于水或酸的化合物。熔融方法需要高温设备，且引进大量溶剂的阳离子和坩埚物质，这对有些测定是不利的。熔剂分类： 碱性熔剂：如碱金属碳酸盐及其混合物、硼酸盐，氢氧化物等。 酸性熔剂：包括酸式硫酸盐、焦硫酸盐、氟氢化物、硼酐等。 氧化性熔剂：如过氧化钠、碱金属碳酸盐与氧化剂混合物等。 还原性熔剂：如氧化铅和含碳物质的混合物、碱金属和硫的混合物、碱金属硫化物和硫的混合物等。选择熔剂的基本原则一般说来，酸性试样采用碱性熔剂，碱性试

24、样用酸性熔剂、氧化性试样采用还原性熔剂，还原性试样用氧化性熔剂，但也有例外。常用溶剂简介 碳酸盐。通常用Na2CO3或KNaCO3作熔剂来分解矿石试样，如分解钠长石，重晶石、铌钽矿、铁矿、锰矿等，熔融温度一般在9001000，时间在1030min，熔剂和试样的比例因不同的试样而有较大区别，如对铁矿或锰矿为11，对硅酸盐约为51，对一些难熔的物质如硅酸锆，釉和耐火材料等则要10201，通常用铂坩埚。碳酸盐熔融法的缺点是一些元素会挥发失去，汞和铊全部挥发，Se，As，碘在很大程度上失去，氟、氯、溴损失较小。 过氧化钠。过氧化钠熔融常被用来溶解极难溶的金属和合金、铬矿以及其他难以分解的矿物，例如，钛

25、铁矿、铌钽矿、绿柱石、锆石和电气石等。此法的缺点是：过氧化钠不纯且不能进一步提纯。使一些坩埚材料常混入试样溶液中，为克服此缺点，可加Na2CO3或NaOH。500以下，可用铂坩埚，600以下可用锆和镍坩埚。可能采用的材料还有铁、银和刚玉。（3）氢氧化钠（钾）。碱金属氢氧化物熔点较低（328），熔融可在比碳酸盐低得多的温度下进行。对硅酸盐（如高龄土、耐火土、灰分、矿渣、玻璃等），特别是对铝硅酸盐熔融十分有效。此外，还可用来分解铅、钒、Nb、Ta及硼矿物和许多氢化物、磷酸盐以及氟化物。对氢氧化物熔融，Ni坩埚（600）和银坩埚（700）优于其他坩埚。熔剂用量与试样量比为8101，此法的缺点是熔剂易

26、吸潮。因此，熔化时易发生喷溅现象。优点是快速，而且固化的熔融物容易溶解F，Cl，Br，As，B等也不会损失。（4）焦硫酸钾（钠）。焦硫酸钾可用K2S2O7产品，也可用KHSO4脱水而得。熔融时温度不应太高，持续的时间也不应太长。假如试样很难分解，最好不时冷却熔融物，并加数滴浓硫酸，尽管这样做不十分方便。对BeO，FeO，Cr2O3，Mo2O3，Tb2O3，TiO2，ZrO2，Nb2O5，Ta2O5和稀土氧化物以及这些元素的非硅酸盐矿物，例如，钛铁矿、磁铁矿、铬铁矿、铌铁矿等，焦硫酸盐熔融特别有效。铂和熔凝石英是进行这类熔融常用的坩埚材料，前者略被腐蚀，后者较好。熔剂与试样量的比为151。焦硫酸

27、盐熔融不适于许多硅酸盐，此外，锡石、锆石和磷酸锆也难以分解。焦硫酸盐熔融的应用范围，由于许多元素的挥发损失而受到限制。（二）铜和铁的分析方法土壤中铜的测定方法1、火焰原子吸收法采用盐酸硝酸氢氟酸高氯酸全分解的方法，彻底破坏土壤的矿物晶格，使试样中的待测元素全部进入试液。然后，将土壤消解液喷入空气乙炔火焰中。在火焰的高温下，铜化合物离解为基态原子，该基态原子蒸汽对相应的空心阴极灯发射的特征谱线产生选择性吸收。在选定的最佳条件处，测定铜的吸光度。当土壤消解液中铁含量大于100mg/L时，抑制锌的吸收，加入硝酸镧可以消除共存成分的干扰。当盐类含量高时，往往出现非特征吸收，此时可用背景校正加以克服。本

28、方法的检出限为：铜 1mg/Kg.2.石墨炉原子吸收法然后，在石墨炉的高温下，铜化合物离解为基态原子，该基态原子蒸汽对相应的空心阴极灯发射的特征谱线产生选择性吸收。 氯化钠和其他物质对测定有干扰，可在进样前用硝酸铵或磷酸二氢铵作为基体改进器消除干扰。3、铜试纸光度法在柠檬酸铵缓冲剂中，Cu+与二乙胺基二硫代甲酸钠（俗称铜试剂）生成难溶于水的黄色络合物。该络合物可被氯仿、四氯化碳、二甲苯、二氯乙烷等有机溶剂萃取，其最大吸收波长435nm，摩尔吸光系数1.3*104。有机相铜浓度0.15.0ug/mL遵守比尔定律。Fe3+、Co2+、Ni2+ 、Mn2+ 能与铜反应，产生干扰，但在PH=8.5，用柠檬