土壤中铜、锌的测定

土壤中铜、锌的测定讲课人：12055117王雪全国近两成耕地污染超标含镉汞砷铜铅铬锌镍

人民财经获悉，2005年4月至2013年12月，环境保护部会同国土资源部开展了首次全国土壤污染状况调查，调查结果显示，全国土壤环境状况总体不容乐观，近两成耕地污染超标。环境保护部有关负责人表示，根据国务院决定，2005年4月至2013年12月，环境保护部会同国土资源部开展了首次全国土壤污染状况调查。调查的范围是除香港、澳门特别行政区和台湾省以外的陆地国土，调查点位覆盖全部耕地，部分林地、草地、未利用地和建设用地，实际调查面积约630万平方公里。调查采用统一的方法、标准，基本掌握了全国土壤环境总体状况。调查结果显示，全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的点位超标率为16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。从土地利用类型看，耕地、林地、草地土壤点位超标率分别为19.4%、10.0%、10.4%。从污染类型看，以无机型为主，有机型次之，复合型污染比重较小，无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8%。从污染物超标情况看，镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种无机污染物点位超标率分别为7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%；六六六、滴滴涕、多环芳烃3类有机污染物点位超标率分别为0.5%、1.9%、1.4%。这位负责人指出，土壤环境质量受多重因素叠加影响，我国土壤污染是在经济社会发展过程中长期累积形成的。工矿业、农业生产等人类活动和自然背景高是造成土壤污染或超标的主要原因。这位负责人表示，长期以来，由于我国经济发展方式粗放，产业结构和布局不合理，污染物排放总量居高不下，部分地区土壤污染严重，对农产品质量安全和人体健康构成了严重威胁。面对严峻的土壤环境形势，国家正在或将要采取一系列措施加强土壤环境保护和污染治理，向土壤污染宣战。一是编制土壤污染防治行动计划。根据国务院部署，环境保护部正在会同有关部门抓紧编制土壤污染防治行动计划；二是加快推进土壤环境保护立法进程。十二届全国人大常委会已将土壤环境保护列入立法规划第一类项目。环境保护部会同相关部门成立了土壤环境保护法规起草工作领导小组、工作组以及相应的专家组。经过近两年的努力，目前已初步形成法律草案。三是进一步开展土壤污染状况详查工作。在本次土壤污染状况调查基础上，环境保护部将会同财政部、国土资源部、农业部、卫生计生委等部门组织开展土壤污染状况详查，进一步摸清土壤环境质量状况。目前已初步形成总体实施方案。四是实施土壤修复工程。国家将在典型地区组织开展土壤污染治理试点示范，逐步建立土壤污染治理修复技术体系，有计划、分步骤地推进土壤污染治理修复。五是加强土壤环境监管。国家将强化土壤环境监管职能，建立土壤污染责任终身追究机制；加强对涉重金属企业废水、废气、废渣等处理情况的监督检查，严格管控农业生产过程的农业投入品乱用、滥用问题,规范危险废物的收集、贮存、转移、运输和处理处置活动，以防止造成新的土壤污染。壤中的铜主要来自原生矿物，存在于矿物的晶格内。我国土壤中全铜的含量一般为4~150mg·kg-1,

平均约22mg·kg-1，接近世界土壤中含铜量的平均水平（20mg·kg-1）。全Cu含量与土壤母质类型、腐殖质的量、成土过程和培肥条件有关。一般基性岩发育的土壤含铜量多于酸性岩，沉积岩中以砂岩含铜最少。我国土壤中全锌含量大致在3~709mg·kg-1，平均含量约在100mg·kg-1，比世界土壤的平均含锌量约50mg·kg-1高出一倍。土壤含锌量与成土母质中的矿物种类及其风化程度有关。一般岩浆岩和安山岩、火山灰等风化物含锌量最低。在沉积岩和沉积物中，页岩和粘板岩的风化物含锌量最高，其次是湖积物及冲积粘土，而以砂土的含锌量最低。土壤中的铜和锌一般以下列几种形态存在：(1)以游离态或复合态离子形式存在于土壤溶液中的水溶态；(2)以非专性(交换态)或专性吸附在土壤粘粒的阳离子；(3)主要与碳酸盐和铝、铁、锰水化氧化物结合的闭蓄态阳离子；(4)存在于生物残体和活的有机体中有机态；(5)存在于原生和次生矿物晶格结构中的矿物态。它们在各种形态中的相对分配比例则取决于矿物种类结构、母质、土壤有机质含量等。土壤中的活性铜和锌主要指水溶态和非专性吸附的交换态离子。一般土壤溶液中的铜、锌含量很低，例如在20种石灰性土壤中水溶性铜为0.004~0.039mg·kg-1，在一些酸性土壤上水溶性锌约在0.032~0.172mg·kg-1(Hodgson等,1965,1966)[5,6]。土壤中铜、锌具有很多的相同特性，因此土壤全量铜、锌的测定常常放在一起讨论。它们的样品分解方法大体可以分为两类。一类为碱熔法(碳酸钠法，偏硼酸锂法等)，碱熔法分解样品完全，因添加了大量的可溶性盐，在原子吸收分光光度计的燃烧器上有时会有盐结晶生成及火焰的分子吸收，致使结果偏高，可能引起污染的危险性也较大。另一类为酸溶法(氢氟酸与盐酸、硫酸、硝酸、高氯酸等酸的一种、两种或几种酸配合组成的消化方法)。在酸溶法分解样品之前，石灰性土壤须用硝酸除去碳酸盐,泥炭或腐殖质土须用双氧水除去有机质。有较多的实验表明：用含有氢氟酸的酸溶法分解样品，测定的结果与碱融法相近。但分解液中残留的氢氟酸可能会腐蚀ASS或ICP光谱仪。溶液中铜、锌的定量常用比色法、极谱法、AAS法和ICP-AES法。比色法测定铜、锌的显色剂常用的有双硫腙（Dithizone,缩写为Dz)和二乙基二硫代氨基甲酸钠(DDTC），它们分别称作铜试剂(Cupral）和锌试剂(Zincon)。但是由于这些显色剂的专一性差，能与多种金属离子配合，对测定产生干扰，需要经过多次分离后才能测定铜、锌，操作繁琐冗长，不能满足大批量分析工作的要求。极谱法测定铜、锌也有许多离子的干扰，如测定铜时受铁的干扰等，同时经典极谱法使用大量的汞，易污染环境，故一般也不采用。ICP-AES法虽然是较理想的测定铜、锌的方法，但受仪器普及程度的限制。原子吸收光谱仪的使用较普及，故溶液中铜、锌的定量目前一般都采用快速准确的AAS法。应用领域铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领铜作为内芯的导线域，在中国有色金属材料的消费中仅次于铝。电子工业铜在电气、电子工业中应用最广、用量最大，占总消费量一半以上。用于各种电缆和导线，电机和变压器，开关以及印刷线路板的制造中。机械在机械和运输车辆制造中，用于制造工业阀门和配件、仪表、滑动轴承、模具、热交换器和泵等。化学工业在化学工业中广泛应用于制造真空器、蒸馏锅、酿造锅等。国防工业在国防工业中用以制造子弹、炮弹、枪炮零件等，每生产300万发子弹，需用铜13～14吨。建筑工业在建筑工业中，用做各种管道、管道配件、装饰器件等。医学医学中，自20世纪50年代以来，人们还发现铜有非常好的医学用途。20世纪70年代，中国医学发明家刘同庆、刘同乐研究发现，铜元素具有极强的抗癌功能，并成功研制出相应的抗癌药物“克癌症7851”，在临床上获得成功。后来，墨西哥科学家也发现铜有抗癌功能。新世纪，英国研究人员又发现，铜元素有很强的杀菌作用。相信不久的将来，铜元素将为提高人类健康水平做出巨大贡献。有机化学有机化学中，有机铜锂化合物是一类重要的金属有机化合物。铜元素是一种金属化学元素，也是人体所必须的一种微量元素，铜也是人类发现最早的金属之一，是人类广泛使用的一种金属，属于重金属。铜是人类最早使用的金属。早在史前时代，人们就开始采掘露天铜矿，并用获取的铜制造武器、式具和其他器皿，铜的使用对早期人类文明的进步影响深远。铜是一种存在于地壳和海洋中的金属。铜在地壳中的含量约为0.01%，在个别铜矿床中，铜的含量可以达到3%～5%。自然界中的铜，多数以化合物即铜矿物存在。铜矿物与其他矿物聚合成铜矿石，开采出来的铜矿石，经过选矿而成为含铜品位较高的铜精矿。是唯一的能大量天然产出的金属，也存在于各种矿石（例如黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、赤铜矿和孔雀石）中，能以单质金属状态及黄铜、青铜和其他合金的形态用于工业、工程技术和工艺上。指铜(Cu)及其化合物在环境中所造成的污染。主要污染来源是铜锌矿的开采和冶炼、金属加工、机械制造、钢铁生产等。冶炼排放的烟尘是大气铜污染的主要来源。2010年7月，福建紫金矿业紫金山铜矿湿法厂发生铜酸水渗漏事件锌是一种化学元素，它的化学符号是Zn，它的原子序数是30，在化学元素周期表中位于第4周期、第IIB族。是一种浅灰色的过渡金属。锌（Zinc）是第四"常见"的金属，仅次于铁、铝及铜，不过地壳含量最丰富的元素前几名分别是氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁。外观呈现银白色，在现代工业中对于电池制造上有不可磨灭的地位，为一相当重要的金属。另外，锌是人体必需的微量元素之一,在人体生长发育、生殖遗传、免疫、内分泌等重要生理过程中起着极其重要的作用。世界上锌的全部消费中大约有一半用于镀锌，约10%用于黄铜和青铜，不到10%用于锌基合金，约7.5%用于化学制品，约13%用于制造干电池，以锌饼、锌板形式出现。国际铅锌研究组预测，2004年全球锌消费量会比2003年的985万t增长4.8%，2005年将再增长4.3%，预计2005年中国将占世界锌消费总量的四分之一，它的消费增长的部分原因是镀锌钢用量的增长。相比之下，美国可能只占全球锌需求的十分之一。（1）镀锌锌具有优良的抗大气腐蚀性能，在常温下表面易生成一层保护膜，因此锌最大的用途是用于镀锌工业。被主要用于钢材和钢结构件的表面镀层(如镀锌板)，广泛用于汽车、建筑、船舶、轻工等行业。21世纪后西方国家开始尝试直接用锌合金板做屋顶覆盖材料，其使用年限可长达120-140年，而且可回收再用，而用镀锌铁板作屋顶材料的使用寿命一般为5-10年。21世纪后，钢带热浸镀锌量有显著增长。电镀锌也有使用，但该法一般用于较薄的镀层和不同的表面光洁度。使用含锌粉的涂料是涂层的另一种方法；对于与水连续接触的物体，如用于船舶、桥梁和近海油气井架的大的钢构件，只须和大的锌块连接，便可得到保护，不过锌块要定期更换。（2）锌合金用于汽车制造和机械行业。锌具有适用的机械性能。锌本身的强度和硬度不高，但加入铝、铜等合金元素后，其强度和硬度均大为提高，犹其是锌铜钛合金的出现，其综合机械性能已接近或达到铝合金、黄铜、灰铸铁的水平，其抗蠕变性能也大幅度被提高。因此，锌铜钛合金已被广泛应用于小五金生产中。主要为压铸件，用于汽车、建筑、部分电气设备、家用电器、玩具等的零部件生产。许多锌合金的加工性能都比较优良，道次加工率可达60%-80%。中压性能优越，可进行深拉延，并具有自润滑性，延长了模具寿命，可用钎焊或电阻焊或电弧焊(需在氦气中)进行焊接，表面可进行电镀、涂漆处理，切削加工性能良好。在一定条件下具有优越的超塑性能。锌与铜、锡、铅组成的黄铜，用于机械制造业。含少量铅镉等元素的锌板可制成锌锰干电池负极、印花锌板、有粉腐蚀照相制板和胶印印刷板等。（3）锌可以用来制作电池。例如：锌锰电池以及最新研究的锌空气蓄电池。锌锰电池：锌作为负极活性物质，兼作电池的容器和负极引电体，是决定电池贮存性能的主要材料。在锌片中含有少量的镉和铅。镉能增强锌的强度，铅能改进锌的延展加工性能。镉与铅均能提高氢在锌电极上的过电位，减少锌电极的自放电，减缓锌片的腐蚀和氢气的释放。锌片中若含有Cu、Fe、Ni等，将降低H2在锌电极上析出的过电位，加速电池在贮存过程中的自放电，因此这些有害杂质必须严格控制。锌空气蓄电池：锌空气电池又称锌氧电池，是金属空气电池的一种。锌空气电池比能理论值是1350W·h/kg，最新的电池比能量已达到了230Wh/kg，几乎是铅酸电池的8倍。可见锌空气电池的发展空间非常大。锌空气电池一般采取抽换锌电极的办法进行“机械式充电”。更换电极的时间在几分钟即可完成。换上新的锌电极，“充电”时间极短，非常方便。如此种电池得到发展，省去了充电站等社会保障设施的兴建。锌电极可在超市、电池经营点、汽配商店等购买，对普及此电池电动车十分有利。这种电池具有体积小，电荷容量大，质量小，能在宽广的温度范围内正常工作，且无腐蚀，工作安全可靠。只是锌电极在电解还原过程中，比较耗能，每吨氧化锌还原成锌需要消耗2500度电，所以用在电动汽车上，成本较高。试验电池的电荷容量仅是铅酸电池的5倍，不甚理想。但5倍于铅酸电池的电荷量已引起了世人的关注，美国、墨西哥，新加坡及一些欧洲国家都已在邮政车、公共汽车、摩托车上进行试用，也是一极有前途的电动车用电池。此外，锌具有良好的抗电磁场性能。锌的导电率是标准电工铜的29%，在射频干扰的场合，锌板是一种非常有效的屏蔽材料，同时由于锌是非磁性的，适合做仪器仪表零件的材料及仪表壳体及钱币，同时，锌自身及与其他金属碰撞不会发生火花，适合作井下防爆器材。广泛用于橡胶、涂料、搪瓷、医药、印刷、纤维等工业。锌具有适宜的化学性能。锌可与NH4CI发生作用，放出H+正离子。锌-二氧化锰电池正是利用锌的这个特点，用锌合金做电池的外壳，既是电池电解质的容器，又参加电池反应构成电池的阳极。它的这一性能也被广泛地应用于医药行业。锌与酸或强碱都能发生反应，放出氢气。锌肥（硫酸锌、氯化锌）有促进植物细胞呼吸、碳水化合物的代谢等作用。锌粉、锌钡白、锌铬黄可作颜料。氧化锌还可用于医药、橡胶、油漆等工业。是指锌及化合物所引起的环境污染。主要污染源有锌矿开采、冶炼加工、机械制造以及镀锌、仪器仪表、有机会合成和造纸等工业的排放。汽车轮胎磨损以及煤燃烧产生的粉尘、烟尘中均含有锌及化合物，工业废水中锌常以锌的羟基络合物存在。四、采样点的布设

(一)布设原则

(1)合理地划分采样单元。

(2)对于土壤污染监测，哪里有污染就在哪里布点。

(3)采样点不能设在田边、沟边、路边、肥堆边及水土流失严重或表层土被破坏处。(二)采样点数量根据监测目的、区域范围大小及其环境状况等因素确定。一般每个采样单元最少设3个采样点。单个采样单元内采样点数可按下式估算：式中：n——每个采样单元布设的最少采样点数；

s——样本相对标准偏差，即变异系数；

t——置信因子，当置信水平为95%时，t值为1.96；

d——允许偏差，当规定抽样精度不低于80%时，d取0.2。(三)采样点布设方法

1.对角线布点法适用于面积较小、地势平坦的污水灌溉或污染河水灌溉的田块。

2.梅花形布点法适用于面积较小、地势平坦、土壤物质和污染程度较均匀的地块。

3.棋盘式布点法适用于中等面积、地势平坦、地形完整开阔的地块，一般设10个以上分点。该法也适用于受固体废物污染的土壤，应设20个以上分点。对角线布点法梅花形布点法棋盘式布点法4.蛇形布点法适用于面积较大、地势不很平坦、土壤不够均匀的田块。

5.放射状布点法适用于大气污染型土壤。

6.网格布点法适用于地形平缓的地块。农用化学物质污染型土壤、土壤背景值调查常用这种方法。

对于综合污染型土壤，还可以采用两种以上布点方法相结合的方法。蛇形布点法放射状布点法网格布点法采样采样方法①采样筒取样；②土钻取样；③挖坑取样。土壤样品制备

将采集的土壤样品（一般不少于500g）混匀后用四分法缩分至约100g。缩分后的土样经风干后，除去土壤中石子和动物植物残体等异物，用木棒（或玛瑙棒）研压，通过2mm尼龙筛，混匀。用玛瑙研钵将通过2mm尼龙筛的土样研磨至全部通过100目（孔径0.149mm）尼龙筛，混匀后备用(一)土壤样品的类型、采样深度及采样量

1.混合样品一般了解土壤污染状况时采集混合样品：将一个采样单元内各采样分点采集的土样混合均匀制成。对种植一般农作物的耕地，只需采集0～20cm耕作层土壤；对于种植果林类农作物的耕地，采集0～60cm耕作层土壤。一、土壤样品的采集2.剖面样品了解土壤污染深度时采集剖面样品：按土壤剖面层次分层采样。图5.5土壤剖面土层示意图图5.6土壤剖面挖掘示意图剖面规格一般为长1.5m、宽0.8m、深1.0m，每个剖面采集A、B、C三层土样。过渡层（AB、BC）一般不采样。当地下水位较高时，挖至地下水出露时止。现场记录实际采样深度，如0～20、50～65、80～100cm。在各层次典型中心部位自下而上采样，切忌混淆层次、混合采样。图5.7土壤剖面A、B、C层示意图在山地土壤土层薄的地区，B层发育不完整时，只采A、C层样。干旱地区剖面发育不完整的土壤，采集表层（0～20cm）、中土层（50cm）和底土层（100cm）附近的样品。（二）采样时间和频率

一般土壤在农作物收获期采样测定，必测项目一年测定一次，其他项目3～5年测定一次。（三）采样量及注意事项

（1）填写土壤样品标签、采样记录、样品登记表。1份放入样品袋内，1份扎在袋口。（2）测定重金属的样品，尽量用竹铲、竹片直接采集样品。二、样品加工与管理(一)样品加工处理测定不稳定的项目用新鲜土样（如游离挥发酚、NH3-N、NO3－-N、Fe2+）;测定多数稳定项目用风干土样。

程序是：风干磨细过筛混合分装图5.9盘式研磨筛分器

图5.8土壤样品四分法示意图土壤的保存土壤保存原则：1、一般土壤样品需保存半年至一年，以备必要时查核之用。2、储存样品应尽量避免日光、潮湿、高温和酸碱气体等的影响。3、玻璃材质容器是常用的优质贮器，聚乙烯塑料容器也属美国环保局推荐容器之一，该类贮器性能良好、价格便宜且不易破损。4、将风干土样、沉积物或标准土样等贮存于洁净的玻璃或聚乙烯容器之内。在常温、阴凉、干燥、避阳光、密封（石腊涂封）条件下保存30个月是可行的。5.4土壤样品的预处理一、碱熔法：常用的有碳酸钠碱熔法和偏硼酸锂（LiBO2）熔融法。特点：分解样品完全，缺点是：添加了大量可溶性盐，易引进污染物质；有些重金属损失；二、酸溶法，测定土壤中重金属时常选用各种酸及混合酸进行土壤样品的消化。消化作用：①破坏、除去土壤中的有机物；②溶解固体物质；③将各种形态的金属变为同一种可测态。为了加速土壤中被测物质的溶解，除使用混合酸外，还可在酸性溶液中加入其他氧化剂或还原剂。配标液土样预处理(消解)标液及样品测定结果计算分光光度法原子吸收法原子荧光法土壤中金属化合物的测定方法与《水和废水监测》中金属化合物的测定方法基本相同，仅在预处理方法和测量条件方面有差异。测定程序一般为：四、金属化合物测定方法目前，土壤样品中重金素的测定方法主要有：火焰原子吸收分光光度法、电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）、原子荧光光谱法、比色法、电位法、极谱法。火焰原子吸收分光光度法（国标）电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）火焰原子吸收分光光度法原理采用盐酸-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中。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、锌化合物离解为基态原子，该基态原子蒸气对相应的空心阴极灯发射的特征谱线产生选择性吸收。在选择的最佳测定条件下，测定铜、锌的吸光度。火焰原子分光光度计仪器参数试液的制备准确城区0.2~0.5g（精确至0.0002g）试样于50mL聚四氟乙烯坩埚中，用水润湿后加入10mL盐酸，于通风橱内的电热板上低温加热，使样品初步分解，待蒸发至约剩3mL左右时，取下稍冷，然后加入5mL硝酸，5mL氢氟酸，3mL高氯酸，加盖后于电热板上中温加热。1h后，开盖，继续加热除硅，为了达到良好的飞硅效果，应经常摇动坩埚。当加热至冒浓厚白烟时，加盖，使黑色有机碳化物分解。待坩埚壁上的黑色有机物消失后，开盖驱赶高氯酸白烟并蒸至内容物成粘稠状。视消解情况可再加入3mL硝酸，3mL氢氟酸和1mL高氯酸，重复上述消解过程。当白烟再次基本冒尽且坩埚内容物呈黏稠状时，取下稍冷，用水冲洗坩埚盖和内壁，并加入1mL硝酸溶液微温溶解残渣。然后将溶液转移至50mL容量瓶中，加入5mL硝酸镧溶液，冷却后定容至表现摇匀，备测。测定与空白试验样品测定按照仪器使用说明书调节仪器至最佳工作条件，测定试液的吸光度。空白试验用去离子水代替试样，采用和上述相同的步骤和试剂，制备全程序空白溶液，进行测定测定。每批样品至少制备2个以上的空白溶液。校准曲线

参考表2，在50mL容量瓶中，个加入5mL硝酸镧溶液，用硝酸溶液稀释混合标准使用液，配制至少5个标准工作溶液，其浓度范围应包括试液中铜、锌的浓度。在相同条件下由低到高浓度测定其吸光度。用减去空白的吸光度与相对应的元素含量（mg/L）绘制校准曲线。检出限检出限（按城区0.5g试样消解定容至50mL计算）铜：1mg/kg锌：0.5mg/kg电感耦合等离子体发射光谱法优点方法简便、安全、节省试剂、可以多元素同步检测效率高，测试结果准确度高、精密度好。缺点仪器价钱贵原理ICP光源具有激发能力强、稳定性好，基体效应小、检出限低等优点。由于ICP光源无自吸现象，标准曲线的直线范围很宽，可达到几个数量级，因而，多数标准曲线是按b=1绘制，即I=Ac。当有显著的光谱背景时，标准曲线可以不通过原点，曲线方程为I=Ac+D，D为直线的截距。可以用标准曲线法、标准加入法及内标法进行光谱定量分析。电感耦合等离子体发射光谱仪

由下表可知ICP-AES测定土壤的线性、灵敏度以及检出限土壤样品前处理（微波消解）1.分析天平准确称取0.2g干燥好的土壤样品(105℃干燥2h)，置于聚四氟乙烯(PTFE)溶样杯中，依次加入6mL盐酸，2mL硝酸，振摇使之与样品充分混合，待反应完毕（约1min），加内盖。2.用滤纸将外盖内表面、消解罐表面螺纹等处擦拭干净。拧上消解罐罐盖，隔位放入微波消解仪炉腔内。设定微波消解温度-时间程序为：150℃-30min。按微波炉启动开关，同时按运行消解程序键，开始进行样品消解。3.待微波消解完成后，仪器会自动执行冷却程序，10min冷却后，取出消解罐，冷却5~10min后打开消解罐罐盖，再小心打开内盖。4.用滤纸将外盖、内盖擦拭干净，并保留滤纸。然后以每次1~2mL的二次去离子水(超纯水)冲洗溶样杯杯盖和杯壁2~3次，将滤纸放入砂芯漏斗中一起抽滤，并把过滤液和冲洗抽滤瓶2次(1~2mL)液体转移至100毫升量筒中，再以去二次离子水定容至40毫升，取约25毫升到比色管中，待ICP-AES分析。5.选择各元素的测量波长并记录，设定仪器。做定量分析前，必须先用浓度最大的标准溶液校准做分析线的定义，然后进行ICP-AES分析。在测量样品时，每次要用滤纸擦拭进样针表面。校准曲线准确配制0、0.2、0.5、1.0、2.0、3.0mg/L铜、锌的标准溶液，在仪器稳定30min的状态下测定标准溶液，绘制校准曲线。样品测定按照下表设定仪器参数，用ICP-AES测定试样中元素的发射强度，通过校准曲线计算元素浓度。土壤环境质量标准查阅土壤环境质量标准（GB15618-1995），土壤中部分重金属含量的各级标准如表所示：土壤环境质量国家标准(GB15618-1995)级别一级标准二级标准三级标准pH值项目自然PH<6.56.5-7.5>7.5>6.5Cu≤3550100100400Cr≤90250300350400Zn≤100200250300500*单位为mg/kg針對As、Hg以外的六種重金屬元素（Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn），上述的研究與調查若為背景的全量調查，檢測方法使用土壤學界常用的多種強酸（如HNO3、H2SO4、HF、HClO4等）全量消化方法，少數使用王水消化法；其他以農業用地的考量而進行者，則以與植物吸收量有關的0.1M鹽酸溶液萃取。然而，就環境管理的面向觀之，需要關心的層面應更廣，因為：一、土地利用非僅農業用途而已，固然植物可利用性應受到關切，但累積在土壤中的重金屬受到地表水與地下水溶出的潛勢亦不可忽略；二、各國環境管理策略的研擬趨向逐漸以健康風險為基礎，而健康風險中的暴露量評估基礎亦為攝入物中污染物的總含量，非為萃取量。谢谢当前，土壤中的重金属污染问题越来越引起人们的关注，在实际工作中，测定土壤中的铜、锌用火焰原子吸收分光光度法(GB／T17138--10997)。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。试验中，任何一处环节出现偏差往往都会对测量结果产生影响。因此，就该试验的几个关键性环节提出了一些改进措施，提高了该项目的准确度。

1原理采用盐酸一硝酸一氢氟酸一高氯酸全量分解的方法，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中。然后，将土壤消解液喷入空气一乙炔火焰中，在火焰的高温下，铜、锌化合物离解为基态原子，该基态原子蒸气对相应的空心阴极灯发射的特征谱线产生选择性吸收。在选择的最佳测定条件下，测定铜、锌的吸光度。

2试剂本标准所使用的试剂除另有说明外，均使用符合国家标准的分析纯试剂和去离子水或同等纯度的水。2．1盐酸(HC1)，p=1．19g／mL，优级纯。2．2硝酸(HNQ)，p=1．42g／mL，优级纯。2．3硝酸溶液，1+1：用(2．2)配制。2．4硝酸溶液，体积分数为0．2％：用(3．2)配制。2．5氢氟酸(HF)：p=1．49g／mL，优级纯。2．6高氯酸(HC104)：p=1．68g／mL。2．7铜标准储备液：1．000mg／mL2．8锌标准储备液：1．0000mg／ml。

3仪器3．1一般试验仪器和以下仪器：3．2原子吸收分光光度计(WFX--1E2型)3．3铜空心阳极灯，锌空心阳极灯3．4乙炔钢瓶3．5空气压缩机。应备有除水、油和尘装置

4问题探讨4．1土壤消解液的制备4．1．1按标准所述准确称取0．2--0．5g(准确度至0．O002g)试样于50mL聚四氟乙烯坩埚中。在实际试验中可以称取O．8-1．og(准确度至0．O002g)试样于lOOmL聚四氟乙烯烧杯(带盖)。称量数量较试验规程较多，是为了提高样品测定的灵敏度。使用聚四氟乙烯烧杯的原因是其底部比聚四氟乙烯坩埚接触面积大，受热更均匀，消解更充分，且聚四氟乙烯烧杯深，试样受热后不易飞溅，提高了测量的准确度。4．1．2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7210mL盐酸时，低温蒸发，温度控制在60。C一80℃，使样品初步分解。加入硝酸5mL，高氯酸5mL，氢氟酸3mL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。

4．1．3在整个消解过程中，先后加入硝酸5mL，高氯酸5mL、氢氟酸3mL后，应立即加热。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)，没有明显沉淀物存在。4．1．4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。4．2仪器测定过程中的问题探讨4、2．1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。

4．2．2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。4．2．3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。

4．2．4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。4．2．5当燃烧器缝口积有盐类时，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，依次用稀盐酸和蒸馏水彻底清洗。4．2．6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。5结论测定土壤中的铜、锌，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、高准确火焰原子吸收分光光度法测量土壤中铜、锌的含量摘要：土壤样品经预处理后，采用微波溶样消解法提取土壤中的有效态铜、锌元素，通过火焰原子吸收分光光度法，在最佳测定条下利用标准嗌线法，完成对土壤中的有效态铜、锌元素。测定方法操作简便线性范围太，结果精密度高、准确度好，可以满足土壤样品中有效铜、锌元素的测定需要。土壤是农业发展的基础，人类生存的根本⋯。土壤具有充足的水分和养分，才能使粮食获得丰收，从而维系人类的生存和发展。土壤的养分有多种，如氮、磷、钾、碳、氢等。另外还有一些元素，虽然在土壤中含量很低，但对农作物的生长却十分重要J，如铜、锌元等素。土壤中的铜、锌元素既是植物生长发育过程中所需的一种重要物质，又是构成多种生物酶的重要组分，参与植物的生长代谢过程，对农作物的产量和品质都有重要影响。但同时，铜、锌元素又具有累积性，过量的铜、锌会导致植物体中毒，阻碍植物的生长，降低农产品的质量j。植物中铜、锌含量不足也会抑制其生长，产生不良影响，铜与锌的协同影响要比单～的影响大得多。事实上，被铜污染的土壤，几乎同时被锌所污染J。因此，土壤中铜、锌的含量直接关系到农业的生产和发展，对它们的含量进行研究是很有意义的。

1土壤样品的处理将采集的土壤样品转移到用HNO，处理过的、干净的聚乙烯塑料盘或搪瓷盘中，自然风干后，用竹片等器物轻轻搅拌，除去沙石、贝壳、动植物碎片等明显的异物，然后混合均匀，用碾钵将土样研细过100日尼龙筛，用四分法进行缩分得土壤样品，装入用硝酸处理过的聚乙烯塑料袋或广口聚乙烯塑料瓶中放入干燥器在低温下保存备用。微波溶样消解法是以被分解的土样及酸的混合液做为发热体，从内部进行加热使试样受到分解的方法，由于热量几乎不向外部传导损失，所以热效率非常高，并且利用微波把试样充分混匀，激烈搅拌，并能促进土样分解，如果使用密闭法分解，一般土壤度样仅用几分钟便可达到良好的分解效果。微波溶样分解土壤样品的消解体系一般使用HN03一HC1一HF—HC10，HN0一HF—HC1o4或HN03一Hcl—HF—H202，HNO3一HF—H202等体系。本文采用HNO，一HF—HC10作消解体系。用分析天平准确称取0．3000g缩分后的干样放人聚四氟乙稀罐中，采用亚沸水润湿后，加入浓硝酸、浓氢氟酸、高氯酸等，形成混合消解体系，消解罐摇匀后放入微波炉中密封消解12分钟，消解罐冷却至室温后将溶样全部转至烧杯中，加入5roLl+49的盐酸溶液溶解样品中的无机盐，用亚沸水润洗聚四氟乙烯罐及烧杯后，将溶液移至10OraL容量瓶中，加亚沸水定容，