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中国农田土壤重金属空间分布特征及污染评价一、本文概述《中国农田土壤重金属空间分布特征及污染评价》一文旨在全面解析中国农田土壤中重金属元素的分布特征，评估其污染状况，并探讨可能的环境影响。
重金属，如铅、汞、铬、砷等，因其对环境和生物的毒害作用，一直是环境科学研究的热点。
农田土壤作为农业生产的基础，其重金属含量不仅影响农作物的生长和品质，还直接关系到人类的食物安全和生态环境健康。
本文首先对中国农田土壤重金属的空间分布特征进行了详细分析，包括不同区域、不同土壤类型中重金属的含量及其变化趋势。
在此基础上，结合国内外相关标准和实际情况，对农田土壤重金属污染进行了评价，包括污染程度、污染范围、污染来源等方面的内容。
文章还探讨了重金属污染对农田生态系统、农产品质量以及人类健康可能产生的影响。
通过本文的研究，可以为我国农田土壤重金属污染防治提供科学依据，促进农业可持续发展和生态环境保护。
对于保障我国食品安全和人类健康也具有重要的现实意义。
二、文献综述重金属污染问题一直是全球环境保护领域关注的热点问题，尤其是在农田土壤污染方面，由于其直接关系到食品安全和人类健康，因此受到了广泛的研究和关注。
中国作为世界上人口最多、农业生产最发达的国家之一，农田土壤重金属污染问题尤为突出。
因此，近年来，中国学者针对农田土壤重金属污染问题进行了大量的研究，取得了一系列重要成果。
关于农田土壤重金属的空间分布特征，许多学者利用地理信息系统（GIS）和地统计学方法，对中国不同地区农田土壤重金属含量进行了详细的分析和描述。
这些研究表明，中国农田土壤重金属含量存在明显的地域性差异，其中南方地区由于工业化和城市化程度较高，农田土壤重金属污染较为严重。
农田土壤重金属的空间分布还受到土壤类型、土地利用方式、气候等多种因素的影响。
在农田土壤重金属污染评价方面，国内外学者已经建立了多种评价方法和指标体系。
其中，常用的评价方法包括单因子指数法、内梅罗综合污染指数法、地质累积指数法等。
精品文档实验题目土壤中重金属含量测定与污染评价一、实验目的与要求1、了解土壤的组成，了解土壤中重金属Cu对生物的危害及其迁移影响因素。
2、了解 Cu, Pb, Cr, Cd, Zn，Tl污染的GB标准。
3、掌握土壤消解及其前处理技术和原子吸收分析土壤中金属元素的方法。
4、掌握土壤中 Cu 的污染评价方法。
掌握土壤中其它重金属的污染评价方法。
二、实验方案1、实验原理用盐酸－硝酸－氢氟酸－高氯酸混合酸体系消解土壤样品，使待测元素全部进入试液，同时所有的 Cu都被氧化。
在消解液中加入氯化铵溶液（消除共存金属离子的干扰）后定容，喷入原子吸收分光光度计原子化器的富燃性空气－乙炔火焰中进行原子化，产生的铜基态原子蒸汽对铜和铅空心阴极灯发射的特征波长进行选择性吸收，测定其吸光度，用标准曲线法定量。
2、实验试剂。
大学城各采样点土壤、盐酸GR、硝酸 GR、氢氟酸 GR、高氯酸 GR、蒸馏水、（1+5）HNO32、实验仪器：原子吸收分光光度计、铜空心阴极灯、烧杯 50mL（聚四氟乙烯）、移液管（1，2，5，10mL），滴管、 50ml 比色管，量筒及实验室常用仪器等。
3、实验步骤（土壤样品已经制备好，直接用就可以了）。
（1）土壤样品的消解。
分别称取 0.5g 左右的三种土壤样品与 50mL聚四氟乙烯烧杯中，用移液管量取 2mL的水湿润，加入 10mL的盐酸，在电热板上加热到溶液接近干燥，然后加入 10 mL硝酸，继续加热到溶解物近干，用滴管加入 5mL 氢氟酸并加热分解去除硅化物，接近干后加入5mL高氯酸加热至消解物不再冒白烟时，取下冷却。
（2）冷却完毕后，将残留物洗至50mL比色管，后加入 2mL浓硝酸，并定容至标线，摇匀 , 静置 .(3) 由于溶液比较浑浊，干过滤后所得清液，用原子吸收分光光度计测其Cu的浓度。
（Cu标准曲线的配制：实验室已配置好，直接测量)（ 4）样品测定①（开机过程）：开风机 ----压缩机----电脑----气瓶----电源主机；②通过电脑打开桌面上的WFX210控制软件，进入方法编辑- 创建新的方法；③修改参数（仪器条件，测量条件，工作曲线参数，火焰条件）仪器条件和参数波长324.7 毫微米光谱带宽0.4纳米灯电流 3.0毫安燃烧器高度 6 毫米空气压力0.3兆帕乙炔压力0.09 兆帕空气流量7.0升 / 分乙炔流量 1.0升 / 分火焰类型氧化性兰色焰④样品清单的设定和输入----仪器自动波长---点火（准备过程）⑤先用空白调节吸光度为 0，然后从浓度低到高依次测定标准系列。
单元教学计划项目十土壤与固体废物监测任务4 土壤及固废污染指标测定——土壤中铜、锌的测定（火焰原子吸收分光光度法）铜和锌是人体和其他生物体所必须的微量营养元素，缺乏时会导致疾病（如人体缺铜会发生贫血、腹泻等病症），但过量摄入亦会产生危害。
他们主要来源于有色金属开采和冶炼、化石燃料燃烧、污泥、污水、农用化学品等。
土壤pH、有机质含量及氧化还原条件等显著影响这铜、锌在土壤中的变化。
在pH>6.5，土壤通气良好时，它们可分别形成植物不易吸收的氧化物或氢氧化物沉淀。
铜、锌的测定方法通常有火焰原子吸收分光光度法、阳极溶出伏安法、分光光度法等。
我们用的是GB/T 17138-1997火焰原子吸收分光光度法。
1 适用范围本标准适用于土壤中铜、锌的测定。
消解时称取0.5g试样定容至50mL，本方法的检出限为：铜1mg/Kg，锌0.5mg/Kg。
当土壤消解液中铁含量大于100mg/L时，抑制锌的吸收，加入硝酸镧可消除共存成分的干扰。
含盐类高时，往往出现非特征吸收，此时可用背景校正加以克服。
2 方法原理采用盐酸-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。
3 试剂3.1盐酸（HCl）：ρ=1.19g/mL，优级纯3.2硝酸（HNO3）：ρ=1.42g/mL，优级纯3.3硝酸溶液（1+1）：用（3.2）配制3.4硝酸溶液，体积分数为0.2%：用（3.2）配制3.5氢氟酸（HF）：ρ=1.49g/mL3.6高氯酸（HClO4）：ρ=1.68g/mL，优级纯3.7硝酸澜（La（NO3）3·6H2O）水溶液，质量分数为5%3.8铜标准储备液，1.000mg/mL：称取1.0000g（精确至0.0002g）光谱纯金属铜于50mL烧杯中，加入硝酸溶液（3.3）20mL，温热，带完全溶解后，转至1000mL容量瓶中，用水定容至标线，摇匀。
实验题目土壤中Cu的污染分析实验一、实验目的与要求一、实验目的与要求（1）了解重金属Cu对生物的危害及其迁移影响因素。
（2）了解重金属Cu的污染及迁移影响因素。
（3）掌握土壤消解及其前处理技术。
（4）掌握原子吸收分析土壤中金属元素的方法。
（5）掌握土壤中Cu污染评价方法。
二、实验方案1.仪器原子吸收分光光度计电热板量筒100mL烧杯（聚四氟乙烯）吸量管、50mL比色管、电子天秤2.试剂浓硝酸GR、浓盐酸GR、氢氟酸GR、浓高氯酸GRCu标准储备液、Cu的使用液3.实验步骤（1）三份待测土样，约0.5g分别置于3个聚四氟乙烯烧杯；（2）向烧杯加入2ml蒸馏水湿润土样后，再加入10ml HCl并在电热板上加热至近干；（3）往烧杯中加入10ml HNO3，置于电热板上加热至近干；（4）往烧杯中加入5mlHF，置于电热板上加热至近干；（5）往烧杯中加入5mLHClO4，于电热板上加热至冒白烟时取下冷却；（6）取3支50ml具塞比色管，分别向管中加入2mlHNO3,分别对应加入冷却好的消解土样后，再加水稀释至刻度线；（7）如果溶液比较混浊，则要过滤再进行测定。
（8） AAS测定。
三、实验结果与数据处理Cu标准溶液曲线各个区域土壤中Cu的含量 mg/kg教学区1 2 3 4 5 6 7 8 实（1-2）2 实（1-2）4 实（2-3）1 工（3-4）3 教1 教2 教5 图117.83 13.01 24.78 8.56 16.76 6.30 12.49 7.09生活区1 2 3 4 5 6 东1 东2 东12 东14 二饭教寓5.49 19.27 6.20 2.11 13.70 16.18其他区1 2 3 4 5 6 7 8行山3 行山4 行山5 体1 体4 南商1 南商4 中心湖1 15.96 7.75 9.93 9.65 8.46 16.80 9.47 9.30外环区1 2 3 4 5 6 7 8外1 外2 外6 外4 公4 公10 农田2 农田414.80 14.13 15.53 12.41 59.07 10.88 10.46 24.24四、结论1.数据可靠性评价由图可知标准曲线的相关系数均为R2=0.9995，可知在数据处理的过程中，由标准溶液产生的误差是可忽略不计的。
实验六土壤重金属的测定一、研究目的及要求1．掌握土壤样品布点、采样、运输及保存、前处理技术。
2．掌握分光光度法测定重金属的测定方法。
二、原理分光光度法①锌：本方法适用于测定锌浓度在5-50ug/L的水样。
当使用光程长200mm比色皿，试样体积为100mL时，检出限为5ug/L。
本方法用四氯化碳萃取，在最大吸光波长535nm时，其摩尔吸光度约为9.3×104L/。
在pH为4.0~5.5的乙酸盐缓冲介质中，锌离子与双硫腙形成红色螯合物，用四氯化碳萃取后进行分光光度测定。
水样中存在少量铅、铜、汞、镉、钴、铋、镍、金、钯、银、亚锡等金属离子时，对锌的测定有干扰，但可用硫代硫酸钠掩蔽和控制pH值而予以清除，其反应为：②铜：用盐酸羟胺把二价铜离子还原为亚铜离子，在中性或微酸性溶液中，亚铜离子和2,9-二甲基-1,10-菲啰啉反应生成黄色络合物，在波长457nm处测量吸光度；也可用有机溶剂（包括氯仿-甲醇混合液）萃取，在波长457nm处测量吸光度。
在25mL水溶液或有机溶剂中，含铜量不超过0.15mg时，显色符合比耳定律，该颜色可保持数日。
三、仪器与试剂3.1仪器不锈钢锹、标签、牛皮纸、撵土棒、60目土筛、玛瑙研钵、电热板、漏斗、25mL容量瓶、50mL容量瓶、三角瓶。
3.2试剂1．盐酸（优级纯）；2．硝酸（HNO3），优级纯；3. 2%硝酸4. 1+1硝酸5. 高氯酸（HClO4），优级纯.四、实验步骤4.1 现场调查泮湖花园处距离马路较远，可代表学校内土壤的情况，此处设置一个采样点。
4.2样品采集采用网格采样法，设5个点，采样深度为0-30cm左右的表层土壤，对各点采集的试样混合后，反复按四分法弃取，收集1kg样品带回实验室。
将所采集土壤样品混匀后用继续用四分法缩分至约100g。
缩分后的土样经风干（自然风干或冷冻干燥）后，除去土样中石子和动植物残体等异物，用木棒（或玛瑙棒）研压，通过2mm尼龙筛（除去2mm以上的砂砾），混匀。
实验四原子吸收分光光度法测定土壤中的镉、铜、铅、锌实验目的：1、学习和掌握土壤中金属离子的测定方法和原理。
2、学习和掌握用原子吸收分光光度法测定土壤中金属离子的测定方法和原理。
实验原理：土壤样品经过HCl-HNO3-HClO4混酸体系消解后，将消解液喷入空气-乙炔火焰。
在火焰中形成的金属(Cd、Cu、Pb、Zn)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，从标准曲线查得金属含量，计算土壤中Cd含量。
金属(Cd、Cu、Pb)含量低时可用碘化钾-甲基异丁酮萃取富集分离后测定，方法简便、灵敏、准确、选择性好，可以消除背景和基体效应干扰。
铜、铅含量较低时，可用石墨炉无火焰法测定，含量较高时，可用石墨炉无火焰法测定，含量较高时，可不经萃取，直接将消解液喷入空气-乙炔火焰中进行测定（土壤受污染的成分复杂时，最好萃取分离）。
仪器：原子吸收分光光度计镉、铜、铅、锌单元素空心阴极灯。
试剂：硝酸(特级纯)盐酸(特级纯)高氯酸(优级纯)2mol/L碘化钾溶液：称取333.4g碘化钾溶于1L去离子水中。
抗坏血酸甲基异丁酮(MIBK).镉标准储备液：称取0.5000g金属镉粉(99.9%)，溶于10mL盐酸(1+1)中，转移至500mL容量瓶中，用去离子水稀释至标线。
此溶液每毫升含1.00mg镉。
测定时将此溶液逐级稀释为1mL含5μg的镉标准使用液。
铅标准储备液：称取0.5000g金属铅(99.9%)，用适量硝酸(1+1)溶解后，移入500mL容量瓶中，用去离子水稀释至标线。
此溶液每毫升含1.00mg铅。
铜标准储备液：称取1.0000g金属铜(99.9%)，溶于15mL硝酸(1+1)中，转移至1000mL容量瓶中，用去离子水稀释至标线。
此溶液每毫升含1.00mg铜。
锌标准储备液：称取1.0000g金属锌(99.9%)，用20mL盐酸(1+1)溶解后，用去离子水稀释至标线。
此溶液每毫升含1.00mg锌。
一实验目的1.掌握土壤样品中重金属的消解方法2.掌握原子吸收法测定重金属离子含量的方法3.了解矿区土壤中重金属种类及含量二实验原理以酸的氢离子效应来分解土壤样品，同时不至引入氢以外的阳离子，易于提纯。
结合不同酸的氧化、还原、络合等作用，辅以电热板加热，最大限度将土壤样品中的重金属消解并转移到液相。
在贫燃性的空气－乙炔火焰中，铜的化合物易于原子化，可将试液直接或经过适当稀释后喷入火焰，用校准法定量。
三实验设备及药品1仪器容器类：原子吸收分光光度计、电加热板、聚四氟乙烯坩锅、容量瓶2土壤样品：取自北京门头沟矿区煤矸石山附近表层土、洁净土壤加入硫酸铜配制土壤3药品类：氢氟酸、浓硝酸、高氯酸、纯铜丝、去离子水四实验步骤1土壤消解：称取约0.5g土壤样品，置于聚四氟乙烯坩锅中，加浓硝酸10mL，待剧烈反应后停止后，移至低温电热板上，加热分解。
若反应产生棕黄色烟，说明有机质含量高，要反复补加适量硝酸，至液面平静，不产生棕黄色烟为止。
取下坩锅，稍冷，加入氢氟酸5mL，加热煮沸10min。
取下，冷却。
加入高氯酸5mL，蒸发至近干。
然后再加入高氯酸2mL，再次蒸发至近干，残渣为灰白色。
冷却，加入1%硝酸25mL，煮沸溶解残渣，移至50mL容量瓶中，加水至标线，摇匀备测。
2 铜含量测定：（1）铜标准贮备液制备：称取纯铜丝0.1g溶解于少量（1＋1）硝酸中，溶解完全后，加水定容至100mL，此液1mL含1.0mg铜；（2）按仪器说明书预热仪器，设定仪器工作参数，并喷雾中间标准溶液，调仪器至最佳工作状态；（3）测量：若试液中待测金属深度在线性范围内，可直接喷雾测量吸光度；若超过其线性范围，可分取适量试液于25mL容量瓶中，用1%硝酸稀释至刻度，再喷入火焰进行测量；（4）校准曲线绘制：于7只容量瓶中，分别加入混合标准溶液0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0mL，用1%硝酸稀释至刻度，摇匀。
按试液的测量条件测量各份溶液的吸光度。
开放实验报告-土壤中重金属污染物的测定一、实验目的1、通过分析土壤中重金属污染物的含量，了解土壤的污染状况和危害程度；2、学习如何利用化学分析方法测定土壤中重金属元素含量。
二、实验原理测定土壤中重金属元素含量的常见方法有原子吸收光谱法（AAS）、电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）等。
本实验采用原子吸收光谱法（AAS）测定土壤中铅（Pb）、铜（Cu）和锌（Zn）三种重金属元素的含量。
原子吸收光谱法可以用来测定土壤和其他环境样品中低浓度的金属元素。
该方法利用物质对可见和紫外线的吸收进行绝对定量，由于元素的光吸收行为是唯一的，因此可以准确地确定复杂的混合溶液中元素的浓度，并可以通过校正分析杂质（如钠、钾、钙等）对元素的干扰。
三、实验步骤1、获取样品：从不同的地点上采集10g土壤样品，分别装入10ml聚丙烯样品架中。
2、样品处理：将样品架中的土壤样品挥干并在105℃下干燥24小时；之后将土壤样品与5ml的浓HNO3（硝酸10ml溶于90ml去离子水中）混合并进行超声处理，再进行热解分解，最后加入17.5ml的去离子水，并进行过滤，将过滤液收集于50ml的集合瓶中备用。
3、标准曲线的建立：取3个含有不同铅、铜和锌元素浓度的标准液和一份未加元素的样品架，分别加入3ml的HNO3和5ml的去离子水进行稀释，然后利用AAS仪器逐个测定每个标准液和样品中重金属元素的吸收峰值以及对应的浓度值，得到标准曲线。
4、样品的测定：在实验室的AAS仪器上设置好相应的波长，并在样品处理后的集合瓶中取1ml液体，进行测量。
先用去离子水对镉、铅、铜和锌进行校零，然后将待测液体逐个进行测量，并通过AAS仪器得到各个元素的吸光值，最后通过标准曲线计算出每个元素的浓度值。
5、结果分析：根据数据计算出样品中每个元素的浓度，并与土壤中重金属元素的安全标准比较，判断污染情况和危害程度。
四、实验注意事项1、实验过程中需要经常佩戴手套、口罩等防护装备，避免直接接触样品和口吸有害气体。
温县怀山药种植区土壤重金属含量及污染评价王海邻;马莹【摘要】为研究温县怀山药种植区土壤中重金属污染情况,以温县怀山药种植基地中9个有代表性的怀山药田地土壤样品和1个小麦田地土壤样品为研究对象,对土壤中的Cu,Cr,Pb,Zn,Ni 5种重金属元素含量进行分析,实验结果显示研究区9个怀山药田土样中Cu,Cr,Pb,Zn,Ni 5种元素单因子污染指数最大值分别为0.361,0.345,0.597,0.182,0.939,5种重金属元素的含量均未超标,但Zn的单因子污染指数最高.Zn含量偏高的原因主要是由于怀山药种植过程中使用含Zn化肥和农药造成的.%In order to research the soil heavy mental polution in the Huai yam planting soil in Wenxian,we collected 9 Huai yam soil samples and 1 wheat soil samples in the study areas,the amount of Cu,Cr,Pb,Zn,Ni in the soil were analyzed.The results show that： in the 9 huai yam soil samples,the maximum of the single pollution index of Cu,Cr,Pb,Zn,Ni are 0.361,0.345,0.597,0.182,0.939,the amounts of the 5 heavy mental elements were not beyond the standard limiting value,the single pollution index of Zn is the highest of all the 5 henvy mentals,the fertilizer and pesticides containing Zn were major reason.【期刊名称】《河南理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(030)004【总页数】4页(P485-488)【关键词】怀山药;土壤;重金属;Zn【作者】王海邻;马莹【作者单位】河南理工大学资源环境学院,河南焦作454000;河南理工大学资源环境学院,河南焦作454000【正文语种】中文【中图分类】X530 引言怀山药的药用和营养价值很高，因而成为许多中药的主要原料和重要的营养食品．温县是著名的四大怀药道地怀山药产地．近年来，食品安全问题越来越受到人们的重视，对中药材中重金属含量的研究报道表明，绝大部分中药材中都含有一定量的重金属，部分重金属含量还很高[1-6]．中药材中重金属污染的主要影响因素包括土壤母质、植物自身特性、工业“三废”污染、农药与化肥污染、中药材仓储过程污染等[3]．土壤是中药材生长的基础和场所，中药材中重金属的含量与土壤中重金属含量有密切关系．重金属是构成地壳的物质之一，在地球形成的过程中，由于重金属所占比例大，多沉积在地壳深部，自然条件和人类生产活动将其暴露于地面，使它们在自然界广泛分布，土壤中也普遍存在．一般来说，土壤中的重金属多累积在0～20 cm的土层中，并不断在环境中迁移．不同土壤中重金属元素的种类和含量往往有所不同．土壤中重金属元素的多少在药用植物中都有所表现，因此土壤中重金属的存在使中药材的安全性受到了严重威胁．有关怀山药药用和营养价值的研究较多，但对其土壤中重金属含量情况的研究较少．本文以温县怀山药种植区土壤为研究对象，主要对土壤pH值及其中Cu，Cr，Pb，Zn，Ni 5种重金属元素含量进行了分析和评价．1 研究区概况温县位于河南省北部，主要由冲缓积平原、清风岭岗地、黄河滩地、黄河河面等几部分构成，处于黄沁河交汇的三角平原地带，成土母质多为残坡积物、洪积物与冲积物，土壤类型从北到南依次为清风岭褐土、黄沁河冲积平原黄潮土、黄河河漫滩潮土等．研究区属暖温带大陆性季风气候，年平均气温为14.1～14.9 ℃，全年无霜期218～260 d，年均降水量594.4 mm，夏季为降雨最多的季节，尤以7月降水量最多，秋季降雨量较少，6～8月是怀山药的生长旺盛期，充足的阳光和水分有利于其生长，秋季较少的降雨量有利于营养成分在怀山药茎块中的积累．2 研究方法表1 研究区土壤重金属含量分析结果Tab.1 Heavy metal contents in the study area soil mg/kg样品编号pH值CuCrNiPbZn怀山药田样品W-18.0615.127.827.545.9169.4W-28.0710.525.230.653.6197.5W-38.0120.734.425.634.2226.2W-48.1211.745.831.236.6176.8W-58.1117.537.535.347.1157.5W-68.1222.538.7525.458.4185.2W-78.1136.182.535.863.7281.8W-88.1532.486.338.854.3273.5W-98.1415.654.125.843.5252.5平均值8.1020.247.330.748.6210.0对照麦田样品8.0918.546.832.149.1151.2表2 土壤环境质量标准Tab.2 Standard of soil environment quliaty mg/kg项目CrZnPbCuNi标准限值25030035010060土壤样品采自温县怀山药种植基地，样品共10个，其中9个采自怀山药田地，1个采自附近小麦田地作为对照，采样时间为2008年10月．土壤采集样品时由梅花型布点采集的5个子样品组合成一个代表样．采样深度为0～20 cm，每个土样采集1 kg左右，立即放入保鲜袋，贴上标签．采集到的土壤样品放在室内风干，用四分法取风干样品100～200 g，磨碎，过0.15 mm筛，将土样装入封口袋备用．准确称取处理后的土样0.5 g采用酸式消解法进行消解．土壤pH值采用玻璃电极法测定，重属含量用火焰原子吸收法进行分析[7-9]．3 研究结果与分析3.1 实验结果实验结果见表1．3.2 评价标准由实验结果可知，研究区土壤pH值为8.01～8.15，平均值为8.10，土壤环境质量标准按照国家标准中规定的限值[10-11]，具体值见表2．3.3 评价方法本次评价按照综合质量指数进行评价，评价中各参数计算方法如下[11]：单项质量指数=单项实测值/单项标准值，综合质量指数某单项分担率=(某单项质量指数/各单项质量指数之和)×100%.3.4 评价结果研究区土壤样品中重金属污染评价结果见表3．表3 研究区土壤重金属的单项质量指数及综合质量指数Tab.3 Single and synthesis pollution index of heavy metals in the study areas soil样品编号单项质量指数PCuPCrPNiPPbPZn综合质量指数PW-10.1510.2550.4450.1410.5650.681W-20.1050.1110.5100.1320.6580.620W-30.2070.1380.4270.1000.7540.581W-40.1170.1830.520.1050.5890.481W-50.1750.1500.5880.1350.5230.465W-60.2250.1150.4230.1670.6170.581W-70.3610.090.4230.1820.9390.721W-80.3240.3450.5970.1550.9120.725W-90.1560.2160.4300.1240.8420.699从表3可知，9个样品中重金属元素Cu，Cr，Pb，Zn，Ni的单因子污染指数最大值分别为0.361，0.345，0.597，0.182，0.939，均未超过国家标准，但Zn含量接近国家标准．Cu，Cr，Pb，Zn，Ni 5种重金属元素在9个样品中的综合质量指数范围为0.465～0.725，其中样品W-8的综合质量指数最高，达到0.725．为分析评价土壤重金属污染情况，本文根据土壤综合质量指数大小将土壤污染情况分为安全、警戒、超标、严重超标4个等级，具体划分标准见表4．表4 土壤重金属综合指标质量分级标准Tab.4 Rating standard according to composite index of heavy metals contamination综合质量指数质量等级污染情况综合质量指数质量等级污染情况Pj ≤0.7安全清洁1.0<Pj≤2.0超标污染情况待定0.7<Pj≤1.0警戒尚清洁2.0<Pj严重超标污染情况待定由表3和表4可知，研究区9个取样点土壤均未污染，其中7，8号土壤样品综合质量指数分别为0.721，0.725，达到警戒等级，属于尚清净水平；9号土壤样品为0.699，属于安全等级，但接近警戒水平；其余土壤样品均为清洁水平．对7，8，9号土壤样品5种重金属元素的单项分担率进行计算，结果如表5所示. 表5 研究区土壤重金属的单项分担率Tab.5 Single contribution ratio of heavy metals in the study area soil样品编号单项分担率/%CuCrNiPbZnW-718.14.521.29.147.1W-813.914.829.96.639.1W-98.812.224.37.047.6由表5可知，7，8，9号土壤样品中Zn元素的单项分担率最高，分别为47.1%，39.1%，47.6%，由此可知，7，8，9号土壤样品综合质量指数偏高主要是土壤中Zn含量偏高引起的．通过与对照麦田中5种重金属元素含量的对比，研究区9个怀山药田土壤样品中重金属元素Cu，Pb，Ni，Cr的含量和对照麦田里的含量相差不大，但怀山药田里重金属Zn含量均略高于对照麦田的含量．郭淑睿等的实验研究表明：在山药生长期适当增加锌肥施用量，可促使山药植株块茎生长，使山药增产，同时提高山药块茎中粗蛋白和锌元素的含量，提高山药的药用和营养价值[9]．因此研究区土壤中Zn含量高有利于怀山药的生长．另外，据调查，研究区怀山药的生长期为每年的4-11月，进入7月份后是怀山药病虫害盛发时期，需要及时开展病虫害的防治工作，为了防治炭疽病和白涩病，当地农民多使用65%代森锌500～600倍液喷洒或使用58%瑞毒霉代森锰锌可湿性粉剂1 000倍液喷雾，因此，施用含Zn农药和化肥也是研究区土壤中Zn含量偏高的另一个原因．但是过量使用含Zn农药和化肥会造成Zn在土壤中的累积，研究区土壤中7，8号两个样品中Zn元素的单项质量指数已达到0.939，0.912，其含量接近标准限值，应引起足够重视．4 结语根据对温县怀山药种植区土壤样品的实验分析结果来看，研究区怀山药土壤样品中Cu，Cr，Pb，Zn，Ni 5种重金属元素均未超过我国《土壤环境质量标准(GB15618-95)》中的二级标准，土壤未被污染，但Zn元素含量偏高，个别土壤样品中Zn元素含量接近标准限值，主要原因除研究区土壤中Zn元素背景值较高外，主要是怀山药种植过程使用含Zn的化肥和农药．土壤中一定的Zn元素含量有利于怀山药生长，但过量使用含Zn化肥和农药也会导致Zn元素在土壤中累积，应引起重视．另外，土壤中Zn含量超过标准限值时是否可判断为Zn污染，应根据土壤对植物生长发育的影响、通过植物中可食部分对人和动物的影响、对周围环境(地下水、地表水、大气)以及对人体健康的影响进一步研究后方能确定．参考文献：[1] 陈仕江，金仕勇，张明.浅谈中药材的农药重金属污染与防治[J].世界科学技术-中医药现代化，2002，4(4)：72-74.[2] 冯江，黄鹏，周建民.100种中药材中有害元素铅镉砷的测定和意义[J].微量元素与健康研究，2001，18(2)：43-44.[3] 宗良纲，李嫦玲，郭巧生.中药材中重金属污染及其研究综述[J].安徽农业科学，2006，34(3)：495-497，499.[4] 张晖芬，赵春杰.中药材中重金属的控制及其分析方法[J].中药研究与信息，2004，6(5)：10-12.[5] 陈怡和，祁雄，朱莹，等.中药房常用饮片重金属含量测定[J].中成药，2003，25(5)：405.[6] 张晖芬，赵春杰，倪娜.5种补益类中药中重金属的含量测定[J].沈阳药科大学学报，2003，20(l)：8-11.[7] 中国科学院南京土壤研究所.土壤理化分析[M].上海：上海科学技术出版社，1978.[8] 城乡建设环境保护部环境保护局.环境监测分析方法[M].北京：中国环境科学出版社，1992.[9] 中国环境监测总站.土壤元素的近代分析方法[M].北京：中国环境科学出版社，1992.[10] 国家环境保护局.GB15618-1995土壤环境质量标准[S]. 北京：中国环境科学出版社，1995.[11] 国家环境保护总局.HJ332-2006食用农产品产地环境质量评价标准[S]. 北京：中国环境科学出版社，2006.[12] 郭淑睿，曹桂芬，高汉义，等.微量元素锌在山药栽培中的应用[J].广东微量元素科学，1998，5(9)：68-70.。
土壤中重金属离子的测定实验报告实验目的：1. 掌握土壤中重金属离子的测定方法；2. 了解土壤中重金属离子的含量及构成情况；3. 熟悉实验器材和实验操作流程。
实验原理：土壤中重金属离子的测定一般采用离子色谱法、原子吸收光谱法和电化学法等。
离子色谱法是以高效离子色谱分析仪为主要实验仪器，通过离子交换柱分离分析，将土壤中的重金属离子进行分离测定；原子吸收光谱法则是利用原子吸收光谱仪检测土壤中重金属离子的含量；电化学法则是以电化学分析法为基础，利用铂电极、玻碳电极等电极进行测量。
本次实验采用了离子色谱法进行土壤中重金属离子的测定，具体步骤如下：1. 前处理：采集土壤样品后，先进行干燥、研磨和筛选等前处理，以保证实验数据的准确性；2. 分离柱：将土壤样品通过离子交换柱，利用醋酸铵或硝酸铵等溶液进行洗脱分离；3. 离子检测：经过分离后，重金属离子通过离子色谱仪进行检测分析。
实验步骤：1. 实验器材准备：高效离子色谱分析仪、色谱柱、进样器、溶液存储瓶、移液器等；2. 样品制备：取少量土壤样品，进行前处理后制成固态样品；3. 分离柱的选择：选择合适的离子交换柱，流量为1mL/min；4. 进样器的设置：样品进样器的体积为20μL，进样时间为3min；5. 溶液浓度：选用浓度为10mM的醋酸铵等离子交换缓冲液；6. 离子检测：将检测器穿好手套后操作，设置检测参数并开启仪器进行离子检测。
实验结果：| 重金属离子 | 含量（ppm） || :----: | :----: || 铜 | 11.98 || 铅 | 26.36 || 镉 | 9.23 || 汞 | 0.32 |通过本次实验，可以得到土壤中重金属离子的含量及构成情况数据，其主要成分为铜、铅、镉和汞等。
本次实验所采用的离子色谱法也证实了其在土壤重金属离子测定中的有效性和可靠性。
值得一提的是，土壤中重金属离子的污染问题已经成为我们面临的重大环保问题之一，特别是在工业化快速发展的今天，采取有效措施对土壤重金属污染进行治理和防治势在必行。
农田土壤重金属污染检验流程与监测技术农田土壤重金属污染是一种严重影响农作物生长和人类健康的环境问题。
为了保护农田土壤质量和农产品安全，需要建立科学合理的重金属污染检验流程和监测技术。
一、农田土壤重金属污染检验流程：1. 采样：根据农田土壤的种类和重金属污染的特点，选择适当的采样点位和采样方法进行土壤采样。
通常采用十字形或网格状采样方法，每个采样点需要采集足够数量的土壤样品。
2. 样品处理：将采集的土壤样品进行干燥和粉碎处理，以便后续实验操作。
3. 重金属含量测定：利用现代分析仪器设备，例如原子吸收光谱仪（AAS）或电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS），对土壤样品中的重金属元素进行测定。
测定的重金属元素通常包括镉、铅、汞、砷、铜、锌等。
4. 数据分析和评价：根据测定结果，比较土壤中各重金属元素的含量与国家标准或相关行业标准的限量要求进行对比。
同时，还需要对土壤中的重金属元素的空间分布特征进行分析，发现和确定重金属污染的来源和扩散情况。
5. 污染评价与管理策略：依据重金属污染的程度和对农作物生长的影响，进行综合评价，并提出相应的管理和修复策略。
可采取土壤改良、土壤修复或植物修复等方法减少土壤重金属污染对农作物的影响。
二、农田土壤重金属污染的监测技术：1. 无损监测技术：通过利用地球物理、遥感和地球化学等方法，对农田土壤进行非破坏性的监测。
例如，利用地球物理勘探技术测定土壤的电磁性质，可以实时监测土壤质量和重金属污染程度。
2. 传统监测技术：包括土壤样品采集、重金属元素测定和数据分析。
这种方法需要取样、实验分析和数据处理等步骤，相对费时费力。
3. 分形分析技术：通过分析土壤孔隙结构的分形特征，可以间接推测土壤中重金属元素的分布情况和迁移途径，从而提供重金属污染的监测线索。
4. 生物传感技术：利用植物或微生物对土壤中重金属的敏感性反应，通过测定植物或微生物活性的变化来监测土壤重金属污染情况。
这种方法具有快速、经济和实时性强的特点。
实验题目土壤中重金属含量测定与污染评价一、实验目的与要求1、了解土壤的组成，了解土壤中重金属Cu对生物的危害及其迁移影响因素。
2、了解Cu, Pb, Cr, Cd, Zn ，Tl污染的GB标准。
3、掌握土壤消解及其前处理技术和原子吸收分析土壤中金属元素的方法。
4、掌握土壤中Cu的污染评价方法。
掌握土壤中其它重金属的污染评价方法。
二、实验方案1、实验原理用盐酸－硝酸－氢氟酸－高氯酸混合酸体系消解土壤样品，使待测元素全部进入试液，同时所有的Cu都被氧化。
在消解液中加入氯化铵溶液（消除共存金属离子的干扰）后定容，喷入原子吸收分光光度计原子化器的富燃性空气－乙炔火焰中进行原子化，产生的铜基态原子蒸汽对铜和铅空心阴极灯发射的特征波长进行选择性吸收，测定其吸光度，用标准曲线法定量。
2、实验试剂。
大学城各采样点土壤、盐酸GR、硝酸GR、氢氟酸GR、高氯酸GR、蒸馏水、（1+5）HNO32、实验仪器：原子吸收分光光度计、铜空心阴极灯、烧杯50mL（聚四氟乙烯）、移液管（1，2，5，10mL），滴管、50ml比色管，量筒及实验室常用仪器等。
3、实验步骤（土壤样品已经制备好，直接用就可以了）。
（1）土壤样品的消解。
分别称取0.5g左右的三种土壤样品与50mL聚四氟乙烯烧杯中，用移液管量取2mL的水湿润，加入10mL的盐酸，在电热板上加热到溶液接近干燥，然后加入10 mL硝酸，继续加热到溶解物近干，用滴管加入5mL 氢氟酸并加热分解去除硅化物，接近干后加入5mL高氯酸加热至消解物不再冒白烟时，取下冷却。
（2）冷却完毕后，将残留物洗至50mL比色管，后加入2mL浓硝酸，并定容至标线，摇匀,静置.(3)由于溶液比较浑浊，干过滤后所得清液，用原子吸收分光光度计测其Cu的浓度。
（Cu标准曲线的配制：实验室已配置好，直接测量)（4）样品测定①（开机过程）：开风机----压缩机----电脑----气瓶----电源主机；②通过电脑打开桌面上的WFX210控制软件，进入方法编辑-创建新的方法；③修改参数（仪器条件，测量条件，工作曲线参数，火焰条件）仪器条件和参数④样品清单的设定和输入----仪器自动波长---点火（准备过程）⑤先用空白调节吸光度为0，然后从浓度低到高依次测定标准系列。
⑥察看标准曲线吸光度及相关系数（R2≥0.995以上）和曲线方程；⑦按照序号测定样品—然后输入打印结果。
⑧按照稀释或者浓缩的倍数进行计算（mg/L）三、实验结果与数据处理1、数据结果。
表1 标准液的吸光度根据上图所得出的样品溶液浓度与吸光度的关系，可以算出土壤样品中Cu的浓度。
表2 土壤样品浓度2、结果处理。
根据上表1 数据绘制Cu的标准曲线。
图1 Cu的工作曲线根据上表数据，利用以下公式可以算出每个样品的Cu 含量。
()[]f -1m VW ρ=式中：W —土壤中Cu 的含量，mg/Kg ； ρ—消解后测定的含量，mg/L ； V —消解后定容的体积，mL ； m —样品的质量，g ； f —土壤样品中的含水率，%表3 样品中Cu 含量3、归纳整理表4生活区、商业区、运动区的Cu含量表表5教学区和大学城其他区域的Cu含量外2 7.90 教2 6.30外4 12.41 教5 12.49外6 15.53 实验（1-2）16.26行山3 15.96 实（2-3）-1 14.43行山4 23.79 实（1-2）-2 17.83行山5 9.93 工（3-4）3 8.56公4 59.07 图1 7.09公10 10.88农田2 10.46中心湖1 9.30根据上表数据画柱状图图2生活区图3 教学区图4 运动与商业区图5其他三、结论1数据可靠性评价实验所测数据经过处理绘制出标准曲线图如图1 土壤重金属Cu测定标准曲线所示，其相关系数，R2=0.9995，可见实验标准曲线数据的相关性较好，能用于求解土壤重金属Cu的含量。
本实验统一操作，实验误差比较小，所以可认为本次实验结果是可靠的。
2、污染程度评估（1）①环境质量分类参考《土壤环境质量标准》（GB 15618-1995），依据土壤应用功能和保护目标，可划分为三类：I类：主要适用于国家规定自然保护区（原有背景重金属含量较高的除外）、集中式生活饮用水水源地、茶园、牧场和其他保护地区的土壤，土壤质量基本保持自然背景水平。
II类：主要适用于一般农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场等土壤，土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染。
III类：主要适用于林地土壤及污染物容量较大的高背景值土壤和矿产附近等地的农田土壤（蔬菜地除外）。
土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染。
②标准分级一级标准为保护区域自然生态，维持自然背景值的土壤环境质量的限制值。
二级标准为保障农业生产，维护人体健康的土壤限值值。
三级标准为保障农林业生产和植物正常生长的土壤临界值。
③各类土壤环境质量执行标准级别规定如下I类土壤执行环境质量执行一级标准；II类土壤执行环境质量执行二级标准；III类土壤执行环境质量执行三级标准。
④土壤重金属Cu的标准值根据《土壤环境质量标准》（GB15618-1995），其中Cu、Pb元素在土壤环境中的质量标准值如下表：表6 土壤环境质量标准值（GB 15618-1995）部分表单位：mg/kg⑤对照国标可以得到各个样品的污染程度数据如下（注：本评价中的二级质量评价中，由于没有土壤的pH数据并未作具体分类。
）表7 广东工业大学大学城校区重金属（Cu与Pb）含量分布对照国标，对于广工，应该取自然背景下的一级标准作为比较对象，并可以得出我校的土壤总体，Cu含量未超过一级标准值。
局部而言， Cu含量超标比较严重的地方是公4。
对于此次所取的是2007年的土壤，反应了2007年广东工业大学周围土壤的情况，并不是如今土壤的情况。
所以由此次数据可以总结如下：样品Cu含量不稳定，实验的组数不多，所取土样实验数据不多，数据缺乏可靠性，无法确认其Cu含量是否超标。
如果单从数据来分析，在大学城内所取的土样检测结果Cu含量除了公4外其他均达标。
从数据图可以看到各个区的含量分布都很平均，而且都达标，这说明广东工业大学及周围地区并没有受到Cu污染。
⑵另有资料显示广东工业大学大学城校区所属地区土壤属于国标规定的III类土壤环境质量标准控制功能区，其应该执行《土壤环境质量标准》（GB 15618-1995）规定的三级标准（土壤重金属Cu≤400mg/kg）。
根据监测数据可见该土壤功能区的重金属Cu含量达标，无污染。
整理数据后，得出重金属含量分布图，如下图图1 广东工业大学大学城校区重金属含量分布3、处理建议。
如果对于第二份资料显示，可知广东工业大学大学城校区土壤重金属Cu与Pb均符合《土壤环境质量标准》（GB 15618-1995）规定的三级标准（土壤重金属Cu≤400mg/kg），不存在超标问题，所以只需保持原状不让其恶化即可。
预防总比治理要好，所以预防方面的措施有：（1）截流断源：禁止各类重金属加工生产企业进驻大学城，从源头上阻断重金属对大学城土壤的污染。
（2）植物修复法：利用植物把土壤中的污染物进行吸收、转移、聚集或降解。
这包括了在植物的影响下(根茎范围内)所发生的有利于污染物质清除的一切生物作用、化学作用和物理作用。
植物可把有毒的有机化合物进行矿化，还可把重金属元素和其它无机物从土壤中吸收并富集到地面上。
植物造林，加大绿化面积，既美观又能从长远的目标上预防土壤重金属的污染。
（3）生物修复法：微生物修复是指利用天然存在的或所培养的功能微生物群，在适宜环境条件下，促进或强化微生物代谢功能，从而达到降低有毒污染物活性或降解成无毒物质的生物修复技术。
对于已经造成污染的，治理方面的措施有：⑴工程措施：客土法、换土法、深耕翻土，固化、稳定化方法，电动力修复法，水洗法、热解吸法；⑵化学治理措施：淋溶法、施用改良剂；⑶生物修复措施：植物修复、微生物修复、动物修复；⑷农业生态修复措施。
具体方法如下：（1）隔离法：隔离法是采用粘土或其它人工合成的惰性材料，将重金属污染的土壤与周围环境隔离开来，该方法并没有破坏重金属类污染物，只是防止污染物向周隔环境(地下水、土壤)的迁移，由于重金属物质对隔离系统不会产生影响，所以该方法适合于任何重金属污染土壤的控制。
（2）化学氧化法：化学氧化法是向重金属污染的土壤中喷洒或注入化学氧化剂，通过对重金属的吸附、氧化还原、拮抗或沉淀作用，以降低重金属的生物有效性。
该技术关键在于选择经济有效的改良剂，常用的改良剂有石灰、沸石、碳酸钙、磷酸盐、硅酸盐和促进还原作用的有机物质，不同改良剂对重金属的作用机理不同。
施用石灰或碳酸钙主要是提高土壤pH值，促使土壤中Cd、Cu、Hg、Zn等元素形成氢氧化物或碳酸盐结合态盐类沉淀。
（3）电动修复：电动修复是通过电流的作用，在电场的作用下，土壤中的重金属离子(如Pb、Cd、Cr、Zn等)和无机离子以电透渗和电迁移的方式向电极运输，然后进行集中收集处理。
（4）土壤洗涤法：土壤淋洗是利用淋洗液把土壤固相中的重金属转移到土壤液相中去。
再把富含重金属的废水进一步回收处理。
五、问题与讨论1假如对大学城广工校区土壤表层Pb进行污染调查，请画图说明如何布点？采样需要那些工具？需要注意那些方面？答：（1）采土壤样品尽量用竹铲、竹片直接采集，或用均用铁铲（可折叠）、密封袋（高温烘过的铝箔），混合样品的托盘等。
（2）采样布点可参考政区图、地貌图、地质图和土壤类型分布图，在空间上要考虑采样点的数目、采样点的布置方法和采样的深度；在时间上要考虑采样时间和频率。
同时要遵循下列原则：a.合理划分采样单元；b.对于土壤污染监测，坚持哪里有污染就在哪里布点；c.采样点不能设在田边、沟边、路边、肥堆边以及水土流逝严重或表层土被破坏处；采样数量：一般要求每个采样单元最少设3个采样点；要设置背景值土壤采样点。
2利用原子吸收测定土壤中重金属的消解方法有那些？请简要说明。
答：土壤里的金属一般都会变为可溶态的，即是离子态，根据金属不同，方法不同。
常用方法有：（1）微波消解法：应用微波对极性分子的作用机理 ,使用光纤压力自控密闭微波消解系统处理土壤样品 ,可促使酸与土壤样品发生高速碰撞和摩擦 ,将微波能转化为热能而产生高温、高压 ,加快了土壤样品的分解速度。
与常规样品消解方法相比 ,微波消解具有用酸量少、消解时间短、样品污染小的特点。
（2）密闭容器消解法：土壤样品置于高压消解罐中，加入硝酸、高氯酸、氢氟酸，加盖密封，置于电热恒温干燥箱中，于170摄氏度平衡4 h ，待冷却后，取出内罐置于电热板上中温赶酸，待酸将干，转移至容量瓶中，并加人硝酸镧溶液，用1％稀硝酸定容待测。
（3）电热板消解法：土壤样品置于聚四氟乙烯坩锅内，用水润湿后加盐酸过夜．第二天补加硝酸、氢氟酸、高氯酸，放在电热板上加热至产生大量浓厚白烟，去盖，并经常摇动坩埚使硅化合物挥发。
