土壤中铜的测定毕业论文

制样时，也就是土壤消煮时，用氢氟酸，盐酸，硝酸，高氯酸四种酸进行消煮，盐酸与硝酸的用量比例是王水的比例，因为王水消解重金属最好

土壤是宝贵的自然资源。人类生活必需物质(农、副产品等)绝大部分直接或间接由土壤提供。土壤系统也是自然要素中物质和能量的迁移转化最为复杂而又频繁的场所。土壤污染会导致土壤自然正常功能的失调、土壤质量的下降，从而影响农作物的生长发育，使之产量和质量下降。土壤污染物质的迁移转化，还会引起大气、水体和生物体的污染,通过食物链的作用最终会影响人类的生命和健康。研究土壤污染的发生，污染物质在土壤系统中的迁移转化规律，以及土壤污染的控制和治理对环境保护具有十分重要的意义。砷是重要污染物之一，由于含砷污水灌溉农田，砷制剂农药的使用，土壤中砷含量不断提高致土壤受砷污染。受砷污染的农田，农作物产量大幅度下降。砷的剧毒通过食物链作用会影响人类的健康。近年来,测定土壤中砷含量常用Ag-DDTC光度法(二乙基二硫代氨基甲酸银法)和原子吸收分光光度法，其中DDTC-Ag光度法是标准分析法。一.目的要求1． 了解土壤污染分析的特点和意义。2． 了解DDTC-Ag光度法测定砷的原理,掌握其基本操作。二.方法原理土壤经酸湿法消解后,五价砷在碘化钾和氯化亚锡作用下，还原为三价砷，然后与新生态氢反应生成砷化氢气体，经过醋酸铅棉花除去硫化氢，与二乙基二硫代氨基甲酸银作用生成红色胶体银，溶液呈红色，用光度法测定:AsH3+6Ag-DDTC 6 Ag +3 HDDC+As(DDC)3干扰因素：硫化氢、锑化氢、磷化氢对砷测定有干扰，但硫、磷在消解样品条件下，被氧化成稳定硫酸盐。锑化氢干扰，加入碘化钾、氯化亚锡抑制其逸出，能消除300微克的锑干扰。三.仪器与试剂仪器：分光光度计，1 cm 比色皿；砷化氢发生瓶；电热板；移液管（10 mL, 5 mL, 25 mL）;50 mL量筒。试剂：1. 砷标准贮备液：准确称量As2O3 0.1320 g置于100 mL烧杯中，加5 mL 20 %的NaOH，温热至As2O3全溶后，以酚酞批示剂，用1 moL/LH2SO4中和至无色后，再加过量10 mL，转入1000 mL容量瓶中定容，此溶液为含As 100.00 ug/mL。2. 砷标准工作液:准确吸取2.00 mL砷贮备液，置于100 mL容量瓶中，用水定容，此溶液含砷2.00 ug/mL。3. 40 %SnCL2(现用现配)：:称取40 g晶体SnCL2.2H2O溶于100 mL浓盐酸，若混浊，可稍加热并投入几粒锡粒防止氧化。4. 15 %KI:贮于棕色瓶;5 浓硝酸，浓硫酸(分析纯);1+1(体积比)硫酸。6. 20-40目无砷锌粒(分析纯)。7. 0.1 % DDTC- Ag-三乙醇胺-氯仿吸收液：:称0.5 g DDTC- Ag，加入50 mL氯仿和5 mL三乙醇胺，摇匀，用氯仿定容500 mL，放置过夜，用脱脂棉过滤后使用，保存在棕色瓶避光。8. 醋酸铅棉花：:称取10g醋酸铅，溶于20 mL 6 moL/L醋酸，加水稀释至100 mL，将脱脂棉在此溶液中浸1小时，取出自然凉干，备用。四.操作步骤1.样品消解:准确称取样0.8001克样品放入砷化氢发生瓶中，加入5 mL浓HNO3，3 mL浓硫酸，盖上小漏斗，放在电热板上，从低温逐步提高温度加热消解。待作用完全，冒浓白烟后(赶走酸雾)，试液呈淡黄色，浑浊。历时约1小时，试液量为2 mL左右，取下锥形瓶，冷却，依次加入34 mL水，2 mL15 %的KI，2 mL 40 %的SnCL2溶液，摇匀，溶液变为无色，浑浊,放置15分钟，同时做空白试验。2.标准曲线的绘制:分别吸取砷标准工作液(含砷2.00 ug/mL) 0.00、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mL于砷化氢发生瓶中，各加入2.5 mL浓硫酸，加水至36 mL，加2 mL 15 %的KI及2 mL 40 %的SnCL2溶液，放置15分钟，加入SnCL2后溶液颜色变浅，几乎为无色。充分作用后加入3g锌粒，立刻接上装有醋酸铅棉花的导管，使发生的砷化氢气体进入盛有5mL砷吸收液的吸收管中，立即有气泡产生。砷吸收液由黄绿色变为浅褐色，砷标液越多，吸收液颜色越深。待反应40分钟（注意要防止后一段时间因砷化氢瓶内的溶液温度下降而使气压减少产生倒吸现象）后，取下导气管，用氯仿将吸收管内溶液补足5 mL，将吸收液转入1 cm 比色皿中，在分光光度计上于530 nm处，以试剂空白为参比，测定吸光度，并绘制标准曲线，从标准曲线上查得样品中的砷含量。3.样品测定与绘制标准曲线的操作台步骤相同。六．讨论:1. 土壤样品消解至灰白色白，试液应呈白色或浅黄色。2. 砷化氢发生过程中，要注意防止后一段时间因砷化氢瓶内的压力下降而产生倒吸现象。为避免倒吸，应将砷化氢发生瓶在进行一段时间实验后提高一定高度，使导气管内液面下降。3. 在砷化氢发生前，每加一种试剂均需摇匀，吸收管用后要洗净烘干。4. 硝酸干扰砷的测定，故需在砷化氢发生前用硫酸去除干净。5. 在砷化氢发生瓶中加入锌粒后，立即将磨口弯接管塞塞紧，避免砷化氢未与二乙基二硫代氨基甲酸银反应前从体系中逸出 。

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一、 实验目的：（一）学习测定铜的技术；（二）掌握原子吸收分光光度法的原理。二、 实验意义：土壤是植物生长的基地，是动物、人类赖以生存的物质基础，因此，土壤质量的优劣直接影响人类的生产、生活和发展。但由于近些年人们不合理地施用农药、进行污水灌溉等致使各类污染物质通过多种渠道进入土壤。当污染物进入土壤的数量超过土壤自净能力时，将导致土壤质量下降，甚至恶化，影响土壤的生产能力。此外，通过地下渗漏、地表径流还将污染地下水和地表水。我国土壤常规监测项目中，金属化合物有镉、铬、铜、汞、铅、铜；非金属无机化合物有砷、氰化物、氟化物、硫化物等；有机化合物有苯并（a）芘、三氯乙醛、油类、挥发酚、DDT、六六六等。地壳中铜的平均含量约为70mg/kg；全球土壤中铜的含量范围一般在2—100mg/kg之间，平均含量为20mg/kg；我国土壤中铜的含量在3—300mg/kg之间，平均含量为22mg/kg。土壤的铜含量常常与其母质来源和抗风化能力有关，因此也与土壤质地间接相关。土壤中的铜大部分来自含铜矿物——孔雀石、黄铜矿及含铜砂岩等。一般情况下，基性岩发育的土壤，其含铜量多于酸性岩发育的土壤，沉积岩中以砂岩含铜最低。各类土壤的含铜量按多少排列如下：砂姜黑土（25.49mg/kg）＞潮土（22.48mg/kg）＞褐土（22.18mg/kg）＞盐碱土（18.78mg/kg）＞棕壤（17.81mg/kg）＞黄棕壤（15.58mg/kg）＞风沙土（8.44mg/kg）。我国土壤表层或耕层中铜含量的背景值范围为7.3—55.1mg/kg（不同地区有不同的背景值）。土壤中铜的环境质量标准见表一，卫生标准见表二。表一 土壤中铜的环境质量标准值（GB15618—1995）单位：mg/kg级别 一级 二级 三级土壤pH值 自然背景 <6.5 6.5～7.5 >7.5 >6.5农田等≤ 35 50 100 100 400果园 ≤ — 150 200 200 400表二 土壤中铜的卫生标准（GB11728—89）土壤中铜的阳离子交换量（毫克当量/100g干土） <10 10—20 >20土壤中的最高容许浓度（mg/kg） 50 150 300三、实验方法和原理：（一）方法土壤污染监测的常用方法有：重量法——适用于测定土壤水分；容量法——适用于浸出物中含量较高的成分如Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-等测定；气相色谱法——适用于有机氯、有机磷及有机汞等农药的测定；分光光度法（AAS、AES、AFS）——适用于重金属如Cu、Cd、Cr、Pb、Hg、Zn等组分的测定。（二）原理土壤样品用HNO3—HF—HClO4混酸体系消化后，将消化液直接喷入空气—乙炔火焰。在火焰中形成的铜的基态原子蒸汽对光源发射的特征电磁辐射产生吸收。测得试液吸光度扣除全程序空白吸光度，从标准曲线查得铜的含量。计算土壤中铜的含量。注：该方法的检出限为1mg/kg。四、实验仪器和试剂：（一）仪器原子吸收分光光度计，空气—乙炔火焰原子化器，铜空心阴极灯。1.工作条件测定波长：324.8nm；通带宽度：1.3nm；灯电流：7.5mA；火焰类型：空气-乙炔，氧化型，蓝色火焰。2.主要性能参数灵敏度：0.1mg/L；检出限：0.01mg/L；适测浓度范围：0.2—10mg/L。注：不同仪器其灵敏度和检出限有差异。（二）试剂1.硝酸：优级纯；2.氢氟酸：优级纯；3.高氯酸：优级纯；4.铜标准溶液：市售标准液。一周前仪器分析实验课上配好的浓度分别为1mg/L、3mg/L、5mg/L的标准溶液及空白样。注：具体配制方法见上次的实验报告。五、 实验步骤和注意事项：（一）土壤样品的预处理1.把课前采集的土样均匀地摊开在一张比较厚的牛皮纸上；2.挑出其中的动植物残渣及难以研磨碎的石块；3.用四分法弃取土壤（留下四分之一）；4.用筛子（尼龙筛网为100目）和研钵（白陶瓷制）对留下的土样进行反复的过筛—研磨，直至几乎全部过筛。（二）土壤试液的制备1.称取约0.5g土样于25mL聚四氟乙烯坩埚（高温消化罐）中，用少许水润湿；2.加入15mLHNO3，在电热板上加热消化至溶解物剩余约5mL；3.再加入5mLHF，加热分解SiO2及胶态硅酸盐；4.最后加入5mLHClO4，加热至消解物呈淡黄色；5.打开盖，先蒸至近干，然后取下冷却；6.加入（1：5）HNO31mL微热溶解残渣，移入10mL容量瓶中定容。注：制备土壤试液的同时进行全程序试剂空白实验。（三）标准曲线的绘制直接吸取一周前仪器分析实验课上配好的浓度分别为1mg/L、3mg/L、5mg/L的标准溶液及空白样，测其吸光度，绘制标准曲线。注：详细步骤见上次的实验报告。（四）土壤样品的测定本实验采用标准曲线法，按绘制标准曲线条件测定试样溶液的吸光度，扣除全程序空白吸光度，从标准曲线上查得并计算铜的含量：铜（mg/kg）=m/W式中：m——从标准曲线上查得的铜的含量（0.61g/L×10mL=6.1μg）；W——称量土样干重量（0.4992g）。结果：铜（mg/kg）=6.1μg/0.4992g=12.22mg/kg。（五）注意事项1.进行过筛—研磨，一定要有耐心，直至土壤颗粒几乎全部过筛；2.有少量细砂吸附在筛网上，千万不能用毛刷刮蹭筛网（只用其轻掸），否则会破坏网眼大小，造成筛网报废；3.高氯酸、氢氟酸的纯度对空白值的影响很大，直接关系到测定结果的准确度，因此必须注意全过程空白值的扣除，并尽量减少加入量以降低空白值；4.土壤试液在加热蒸干时温度不要超过200℃，否则无水HClO4受热后会发生爆炸；5.土样消化过程中，最后除去HClO4时必须防止将溶液蒸干，不慎蒸干时，Fe、Al盐可能形成难溶的氧化物而包藏铜，使结果偏低。六、 实验数据记录七、 实验讨论和体会：在星期三做完这个实验后，我并不认为已经结束了实验，因为我对这个实验的思考并未结束。实事求是地说，我们的这个利用火焰原子吸收分光光度法对铜的测定实验并不是很成功，这与我们初次尝试、缺乏经验有关。然而，这个实验的操作过程的繁多，也就是方法上的不完善处，也是我们实验不很成功的“致命伤”！首先，样品制备大都采用全量消解法。该方法操作过程繁多，消解不完全，待测成分易损失，准确度不易把握。实验中如果任一处环节出现偏差都会对测量结果产生影响。其次，由于土壤中可能含有有机质和植物纤维的影响，使消解往往不完全、待测成分易损失、试剂消耗量很大及产生对操作人员有害的酸气等。于是，我针对测定土壤中铜的含量的实验缺点，进行了调查研究,总结其它实验方法的优缺点，集合其长处，提出了自己的一套方法，以供老师同学参考。该方法具有方法简单、引入干扰少、提取率高等优点,也具有很好的经济效益与环境效益。关于消化方法的探讨：经过调查，土壤中铜的环境样品，组分复杂，测定难度较大。而测定准确与否，在一定程度上取决于样品的消化方法。（1）按标准所述准确称取0.45—0.50g (准确度至0.0002g)试样于25mL 聚四氟乙烯消化罐中。在实际试验中可以称取0.60—1.00g (准确度至0.0002g) 试样于50mL 聚四氟乙烯消化罐 。之所以称量数量较试验规程较多,是为了提高样品测定时的灵敏度。（2）整个样品的消解过程, 对温度的控制是严格的, 它直接影响着土壤消解能否达到要求。根据经验, 试样开始加入硝酸20mL ,高氯酸8mL ,氢氟酸8mL 后,中温加热,温度必须控制在低于400°C。温度过高,可使聚四氟乙烯熔化;温度过高,不利于消解除硅。（3）在整个消解过程中, 先后加入硝酸20mL 、高氯酸5mL、氢氟酸5mL 后，就立即加热了，而在实际操作中加入三种混合酸后，盖严，轻轻摇动，使之混匀，有利于充分溶解。在加热一段时间后,打开杯盖，以取得良好效果。为了防止飞溅，应该注意经常摇动烧杯。由于土壤种类较多，所含有机质差异较大，在消解时，注意观察各种酸的用量，可视消解情况酌情增减。土壤消解液应呈白色或淡黄色(含铁量高的土壤呈现黄色) ，但没有明显沉淀物存在。（4）在温度控制的同时, 应注意对时间的控制问题。温度过高, 时间则相应缩短, 否则加热时间过长造成消解样品焦糊,使测定结果偏低。（5）一个不能不提的问题：市售的氢氟酸含有杂质(如上海某试剂厂生产的优级纯氢氟酸中铜的杂质含量相当高)，故造成校准曲线高浓度点弯曲，而且在消化过程中酸的消耗量大，消化时间长，试样易玷污，在高氯酸冒烟赶F-的操作中，时间不易控制,时间的不够或过长均将直接导致土壤中铜测定结果的偏高或偏低。所以，我个人认为，在样品消解的方法中避免HF的使用是上策，另外，HF还有毒，有腐蚀性，太危险！仪器测定过程中的问题探讨：（1）仪器开、关机时必须严格遵守操作规程。空心阴极灯预热30 分钟, 为了输送给放大系统足够的能量，必须在灯电流、狭缝、光电倍增管负高压三者之间进行合理的调试和区配,以得到最佳选择，一般的灯电流的最佳值，要比理论值大一点。（2）调节燃气和燃气压力时, 要注意静止状态和气流状态是不同的。一定在燃烧器点火的工作条件下调节,并且在测量过程中, 经常检查设定值是否已经改变。如有变化, 应随时校正,以保持在测量过程中条件的一致性。（3）毛细管的长度增加会使吸喷试液的阻力增大, 使试液提升量下降；试液放置高度相差5cm ,可导致吸喷试液量10 %的变化, 这对于精确的测量有明显的影响。因此测量时, 每个试样放置的位置高度要保持一致。（4）温度升高, 试液的粒度下降, 其吸喷试液的提升量增加,同时使雾化效率增大。加热试样,可提高测量的灵敏度。为获得准确一致的测量,应保持试液的温度相同。一般是使试液在室温下放置一定时间,使其于室温达到平衡。（5）当燃烧器缝口积有盐类或尘土时, 可使火焰变化不规则, 呈锯齿状。应卸下燃烧头, 用刀片刮去淀积的盐块, 最好依次用稀盐酸和蒸馏水彻底清洗。（6）测定土壤消解液时, 由于土壤含盐类过高会产生背景吸收,使测定结果偏高。因此必须消去背景的吸收。（7）经过研究，铜的化合物易离解，而且不形成难挥发性化合物，试液中的基体干扰较少。虽然土壤中大量的硅会产生影响，但由于采用了HNO3-HF-HClO4体系分解土样，此时极大部分硅已被除去，所以一般不会产生干扰。所以，测定土壤中的铜, 只要抓住了以上几个关键环节和改进措施就会使复杂、准确度不易把握的试验变得简单、高准确度！以上就是我的一点启发！

各种作物所承受的各种微量元素是不相同的。现给你提供一个基本数据：做基肥时，亩用量1.5公斤，浸种：0.02----0.05%、喷施：0.02----0.1%