土壤中總鉻的測(cè)定

1、環(huán)境監(jiān)測(cè)土壤中總銘的監(jiān)測(cè)目錄丁背景資料21、土壤中銘的來(lái)源22、土壤中銘的存在形態(tài)33、銘對(duì)人體的作用及危害3:、土壤中總銘的測(cè)定原理3三、監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)31、現(xiàn)場(chǎng)取樣方案32、實(shí)驗(yàn)室測(cè)定方案4四、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析5五、參考文獻(xiàn)5一、背景資料1、土壤中鉻的來(lái)源城市郊區(qū)的鉻主要來(lái)源于工業(yè)“三廢”和城市生活廢棄物的污染1.1.1 隨著大氣沉降進(jìn)入土壤大氣中的重金屬主要來(lái)源于能源、運(yùn)輸、冶金和建筑材料生產(chǎn)產(chǎn)生的氣體和粉塵。除汞以外，重金屬基本上是以氣溶膠的形態(tài)進(jìn)入大氣，經(jīng)過(guò)自然沉降和降水進(jìn)入土壤。據(jù)報(bào)道，煤含CaCr、Pb、Hg、Ti等金屬，石油中含有相當(dāng)量的Hg,這類燃料在燃燒時(shí)，部分懸浮顆粒和揮發(fā)金屬

2、隨煙塵進(jìn)入大氣。運(yùn)輸，特別是汽車運(yùn)輸對(duì)大氣和土壤造成嚴(yán)重污染。主要以PbZn、Cd、Cr、Cu等的污染為主。它們來(lái)自于含鉛汽油的燃燒和汽車輪胎磨損產(chǎn)生的粉塵，據(jù)有關(guān)材料報(bào)道，汽車排放的尾氣在公路兩側(cè)的土壤中形成PbCr、Co污染帶，且沿公路延長(zhǎng)方向分布，自公路兩側(cè)污染強(qiáng)度減弱。經(jīng)自然沉降和雨淋沉降進(jìn)入土壤的重金屬污染，與重工業(yè)發(fā)達(dá)程度、城市的人口密度、土地利用率、交通發(fā)達(dá)程度有直接關(guān)系，距城市越近污染的程度就越重。1.1.2 隨污水灌溉重金屬進(jìn)入農(nóng)田土壤利用污水灌溉是灌區(qū)農(nóng)業(yè)的一項(xiàng)古老的技術(shù)，主要把污水作為灌溉水源來(lái)利用。天津市是全國(guó)水資源最為缺乏的大城市之一，人均水資源占有量不足200m3,

3、農(nóng)業(yè)用水資源更為缺乏，致使我市近郊大面積引用污水灌溉。我市在40多年的污灌歷程中，已形成大沽、北塘、北京三條排污河，由此形成的三大污水灌溉區(qū)是我市近郊農(nóng)田土壤重金屬污染的主要來(lái)源，造成近郊農(nóng)田土壤大面積污染。污水中Cr有4種形態(tài)，一般以3價(jià)和6價(jià)為主，3價(jià)Cr很快被土壤吸附固定，而6價(jià)Cr進(jìn)入土壤中被有機(jī)質(zhì)還原為3價(jià)Cr，隨之被吸附固定。因此，污灌區(qū)土壤Cr也會(huì)逐年累積。1.1.3 隨固體廢棄物擴(kuò)散及污泥使用重金屬進(jìn)入農(nóng)田土壤固體廢棄物種類繁多，成分復(fù)雜，不同種類其危害方式和污染程度不同。其中礦業(yè)和工業(yè)固體廢棄物污染最為嚴(yán)重。這類廢棄物在堆放或處理過(guò)程中，由于日曬、雨淋、水洗，重金屬極易移動(dòng)，

4、以輻射狀、漏斗狀向周圍土壤、水體擴(kuò)散。磷石膏屬于化肥工業(yè)廢物，由于其有一定量的正磷酸以及不同形態(tài)的含磷化合物，并可以改良酸性土壤，從而被大量施人土壤，造成了土壤中Cr、PbKMnAs含量增加。磷鋼渣作為磷源施入土壤時(shí)，土壤中發(fā)現(xiàn)有Cr的累積。農(nóng)業(yè)投入品的不合理使用造成農(nóng)田土壤重金屬污染1.2.1化肥的污染化肥的利用率只有35左右，其余則被土壤吸收，大部分隨雨水、灌溉進(jìn)入水域，造成環(huán)境污染。肥料中Pb、Cr和As的含量都較高，施入土壤后會(huì)發(fā)生一定程度的累積。1.2.1農(nóng)藥的污染資料統(tǒng)計(jì)，在農(nóng)藥使用中，只有20%30%的農(nóng)藥附著在植物上，50%以上降落到土壤上，約有20左右漂浮于空氣中，絕大多數(shù)的

5、農(nóng)藥為有機(jī)化合物，少數(shù)為有機(jī)無(wú)機(jī)化合物或純礦物質(zhì)。農(nóng)藥的使用常常會(huì)造成土壤中的重金屬積累到有毒的濃度。2、土壤中鉻的存在形態(tài)鉻在土壤中主要以不溶性的，不能被作物所利用的氧化物形態(tài)存在。在正常土壤中，鉻以四種形態(tài)存在：兩種三價(jià)的形態(tài)即Cr3+陽(yáng)離子和CrQ-陰離子；兩種六價(jià)的陰離子形態(tài)即Cr2072-和CrO42-。六價(jià)鉻在土壤中是可溶性的，易被植物吸收，毒性大；三價(jià)鉻是難溶性的，難以被植物吸收，毒性小。3、鉻對(duì)人體的作用及危害鉻是人體必需的微量元素。三價(jià)的鉻是對(duì)人體有益的元素，而六價(jià)鉻是有毒的。人體對(duì)無(wú)機(jī)鉻的吸收利用率極低，不到1%；人體對(duì)有機(jī)鉻的利用率可達(dá)1025%。確切地說(shuō)，鉻的生理功能是

6、與其它控制代謝的物質(zhì)一起配合起作用，如激素、胰島素、各種酶類、細(xì)胞白基因物質(zhì)（DN用口RNA等。當(dāng)缺乏鉻時(shí)，就很容易表現(xiàn)出糖代謝失調(diào)，如不及時(shí)補(bǔ)充這種元素，就會(huì)患糖尿病，誘發(fā)冠狀動(dòng)脈硬化導(dǎo)致心血管病，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致白內(nèi)障、失明、尿毒癥等并發(fā)癥。三價(jià)鉻對(duì)人體幾乎不產(chǎn)生有害作用，未見(jiàn)引起工業(yè)中毒的報(bào)道。進(jìn)入人體的鉻被積存在人體組織中，代謝和被清除的速度緩慢。鉻進(jìn)入血液后，主要與血漿中的球蛋白、白蛋白、r-球蛋白結(jié)合。六價(jià)鉻還可透過(guò)紅細(xì)胞膜，15分鐘內(nèi)可以有50%的六價(jià)鉻進(jìn)入細(xì)胞，進(jìn)入紅細(xì)胞后與血紅蛋白結(jié)合。鉻的代謝物主要從腎排出，少量經(jīng)糞便排出。六價(jià)鉻對(duì)人主要是慢性毒害，它可以通過(guò)消化道、呼吸道、皮

7、膚和粘膜侵入人體，在體內(nèi)主要積聚在肝、腎和內(nèi)分泌腺中。通過(guò)呼吸道進(jìn)入的則易積存在肺部。六價(jià)鉻有強(qiáng)氧化作用，所以慢性中毒往往以局部損害開(kāi)始逐漸發(fā)展到不可救藥。經(jīng)呼吸道侵入人體時(shí)，開(kāi)始侵害上呼吸道，引起鼻炎、咽炎和喉炎、支氣管炎。美國(guó)紐約大學(xué)研究員貝蘭博士對(duì)大量青少年近視病例進(jìn)行研究之后指出，體內(nèi)缺乏微量元素鉻與近視的形成有一定的關(guān)系。二、土壤中總鉻的測(cè)定原理采用硝酸-氫氟酸-高氯酸全分解的方法，破壞土壤的礦物晶格，使試樣中的待測(cè)元素全部進(jìn)入試液，并且，在消解過(guò)程中，所有的Cr都被氧化為Cr2O72-。然后，將消解液噴入富燃性空氣-乙炔火焰中，在火焰的高溫下，形成Cr基態(tài)原子，并對(duì)Cr空心陰極燈發(fā)

8、射的特征譜線nm產(chǎn)生選擇性吸收。在選擇的最佳測(cè)定條件，測(cè)定Cr的吸光度。三、監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)1、現(xiàn)場(chǎng)取樣方案布點(diǎn)由于本組選定的實(shí)驗(yàn)地接近長(zhǎng)方形，故采用蛇形取樣法，取5個(gè)采樣點(diǎn)。采樣采用管型土鉆，取0-20cm的表層土。保存、運(yùn)輸將采集的土樣收集在干凈的塑料袋中，貼上標(biāo)簽，拿回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程。2、實(shí)驗(yàn)室測(cè)定方案實(shí)驗(yàn)用品2.1.1 試劑HNOp(HN=1.42g/mLHFp（HF）=1.49g/mLHClQp（HClQ）1.60g/mLNHClco（NH4Cl）10%Cr標(biāo)準(zhǔn)溶液：mg/mL2.1.2 儀器原子吸收分光光度計(jì)、鉻空心陰極燈、乙炔鋼瓶、空氣壓縮機(jī)（應(yīng)備有除水、除油和除塵裝置）。實(shí)驗(yàn)過(guò)

9、程2.2.1 土樣預(yù)處理將土樣中的雜質(zhì)用鐐子揀出，并放在陰涼通風(fēng)處，自然晾干一星期。用研缽研磨，并過(guò)100目篩，全部研磨過(guò)篩后轉(zhuǎn)移至磨口燒瓶中，待測(cè)。2.2.2 實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程2.2.2.1 樣品預(yù)處理稱取0.2000g0.3000g過(guò)100目的土壤樣品于50mL聚四氟乙烯坩堝中。用23滴水潤(rùn)濕，一次性加入10mL濃HNQ,為了減少HNO的揮發(fā)，加蓋，靜置過(guò)夜（有機(jī)物質(zhì)含量較多時(shí)）。于通風(fēng)櫥內(nèi)的電熱板上低溫加熱分解，溫度控制在80c左右，若產(chǎn)生棕黃色煙，說(shuō)明有機(jī)質(zhì)較多，要反復(fù)補(bǔ)加適量HNO3,加熱分解至液面平靜并不再產(chǎn)生棕黃色煙為止。增期內(nèi)溶液至2ml3mL時(shí)，取下塔竭，稍冷，加入5mL的HF,

10、加熱至微沸10min。取下，稍冷，然后分兩次加入HClQ2mL（每次加入1mL兩次時(shí)間間隔為1015min），開(kāi)始升溫并保持在150200，加蓋中溫加熱1h左右，開(kāi)蓋除硅，蒸發(fā)至內(nèi)容物呈粘稠狀。視消解情況可再加1mL的HClO4，再次蒸發(fā)至粘稠狀，殘?jiān)鼮榛野咨?，冷卻，加入3mLHNO3（1:1）溶液，溫?zé)崛芙饪扇苄詺堅(jiān)?。全量轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中，加入5mL10%NH4Cl溶液，冷卻后定容至標(biāo)線，測(cè)。同時(shí)做3組平行樣并用去離子水代替土樣做空白試驗(yàn)。2.2.2.2 工作曲線的配制儲(chǔ)備液的配制：吸取5mLCr標(biāo)準(zhǔn)溶液于100mL容量瓶中，用去離子水定容，搖勻，待用。分別吸取、mL上述儲(chǔ)備液于50m

11、L容量瓶中，再加入5mLNH4Cl溶液和3mLHNO31:1溶液，用去離子水定容并搖勻得工作液。2.2.2.3 測(cè)量調(diào)節(jié)儀器主要參數(shù)，在最佳測(cè)量條件下測(cè)定試樣和標(biāo)準(zhǔn)系列的吸光度，并以工作液濃度為縱坐標(biāo)，吸光度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。儀器測(cè)量條件如下表所示：Cr測(cè)定波長(zhǎng)（nni）通帶寬度（nm）火焰性質(zhì)還原性次靈敏線（nnD;燃燒器高度（mrm10（使空心陰極燈光斑通過(guò)火焰亮藍(lán)色部分）2.2.2.4 土樣含水量的測(cè)定取小型鋁盒在105c恒溫箱中烘烤約2h,移入干燥器內(nèi)冷卻至室溫，稱重，記為m。舀取約5g土樣均勻地平鋪在鋁盒中，蓋好，稱重，記為小。將鋁盒蓋揭開(kāi)，放在盒底下，置于已預(yù)熱至105±2。C的烘箱中烘烤6h。取出，蓋好，移入干燥器內(nèi)冷卻至室溫，立即稱重，記為m3。平行做三份，取平均值。四、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析土樣含水量fmb mbm3 m1土樣中銘的含量wmg.kgc試液的吸光度減去空白溶液的吸光度，然后在校準(zhǔn)曲線上查得銘的質(zhì)量濃度，mg/L;v試液定容的體積，mL;m-稱取試樣的重量，g;f試樣中水分的含量，%。五、參考文獻(xiàn)1 曹仁林,趙玉鋼,陶戰(zhàn).土壤中的鉻與植物生長(zhǎng)J.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),1982,03:15-1