土壤中铜的含量的测定

分析化学课程设计

——土壤中铜和铁的含量的测定一、土壤环境元素化学研究的意义

土壤环境化学元素研究的对象是与环境问题有关的化学元素，主要是土壤中的微量元素。土壤微量元素对有机体发育、人体健康、工农业生产和环境管理具有极为重要的作用。对土壤微量元素平均含量的测定与研究具有广泛的应用价值，现简要介绍如下。

在重要的生化过程中的应用

作微量元素参与多项重要的生。物化学过程如Mg、Fe、Cu、Zn、Co参与呼吸用，Mn、Cu、Fe参与光合作用，Mg、Mn、Fe、Cu、Co、Ni、Cr参与蛋白质合成Co、Cu、Mn、Ni、Zn参与造血作用，Mo、Fe、V、Co、W、B、Mn、Zn参与蛋白质、糖类和脂肪物质交换，Fe和Cu参与腐殖质合成等。在这些过程中，无论死在酶和激素系统中，或者是在系统外，微量元素主要是对反应起引发、导向、和活化作用。现在已确定在三分之一已知酶的组成中有微量元素，如Fe在铁氧化还原蛋白、细胞色素酶、过氧化氢、过氧化物酶中；Cu在细胞色素氧化酶，赖氨酸氧化酶，络氨酸酶中等。同时，微量元素以激素或维生素必需成分或辅助因子发挥作用，如碘与甲状原氨酸络合，形成具有激素活性的甲状腺激素。此外，微量元素可以形成具有特殊功能的金属蛋白，如铁血红蛋白、含铁的细胞色素等。、有机体需要在其周围环境中有一定的微量元素含量，需要一定微量元素的化合物的组合、比例和形式。土壤是微量元素进入有机体的人体的主要环境，土壤中微量元素不足或过剩，必然影响有机体和人体内多种生物化学过程的正常运行，不利于有机体的发育，甚至引起植物、动物和人发生地方病。如缺铜引起果树枯枝和牛羊失调症；铜过多引起牲畜的贫血症，造成肝脏退化。

在防治地方病方面的应用

在我国发现的主要地方病中，一般与微量元素的过分丰与缺有关，通过区域土壤环境背景值的调查，可以获得微量元素引起地方病的阀值，为防治地方病提供重要依据。

在农业方面的应用

土壤微量元素除高背景值与低背景值区对农业产品的质量与数量有重要影响之外，在土壤微量元素含量属于一般的中等水平地区，犹豫区域间环境条件的差异和农业产品的多样性，不同自然条件和农业结构区域，往往出现某些微量元素的不足，采用增施某些微量元素可获得显著增产和改善产品品质。

在找矿方面的应用

在探矿的地质普查中，用微量元素作指示剂找矿具有重要的实际意义。在矿体附近的土壤中形成分散“晕”，表示某些微量元素偏高，这些土壤上的植物往往发生一系列形态和化学变化，课作为某种元素的直接指示剂。例如铬过多时，植物叶子变黄，带绿色叶脉。此外，也可能出现某种矿产所特有的植物群落，如粉红克鲁希亚木为铁的指示植物。

在环境管理方面的应用

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

⒈污染土壤样品的采集

⑴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1000～1500平方米以内，可在不同方位上选择5～10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，不可太集中，也不能选在采样区的边或某特殊的点（如堆肥旁）等。

⑵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15～20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。

⑶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。

⒉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3～5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代表性的土壤样品。采集深度为一米以内的表土和心土。