土壤中砷含量的测定

北京化工大学毕业论文 土壤中砷含量的测定土壤中砷含量的测定 二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法 二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法 北京化工大学毕业论文 摘要摘要 砷不是生物所必需的元素 但砷在自然界分布广 尤其是砷的用途多 主要用于制造砷酸和砷 的化合物 应用于熔剂砷合金 杀虫剂 除草剂和其他农药 在医药 木材防腐 制革 制乳 白色玻璃 军用毒药及烟火方面也有广泛用途 因此砷进入农田和生态系统的可能性很大 元素砷毒性极低 而砷的化合物均有剧毒 三价砷化合物比其他砷化物毒性更 强 如 As2O3 砒霜 毒性最大 工业生产中大部分是三价砷的化合物 因此 土壤砷污染是当今全球十分严重的环境与健康问题之一 本实验主要讲诉了测 定土壤砷的一系列步骤及方法 关键词关键词 砷 土壤 采样 分析方法 北京化工大学毕业论文 目录目录 第一章第一章土壤样品的采集与处土壤样品的采集与处 理理 1 1 土壤样品的采土壤样品的采 集集 1 2 土壤样品的处理与贮土壤样品的处理与贮 存存 第二章第二章土壤砷含量的测土壤砷含量的测 定定 2 1采用原采用原 理理 2 2仪器 试剂及其配制方仪器 试剂及其配制方 法法 2 3分析步分析步 骤骤 2 4校准曲线的绘校准曲线的绘 制制 北京化工大学毕业论文 2 5结果计结果计 算算 2 6结结 论论 主要参考文主要参考文 献献 致致 谢谢 附附 录录 北京化工大学毕业论文 引言引言 环境问题在人类征服自然 满足自身需要的过程中越来越显得突出 人们 已清楚的认识到 人与自然决不是征服与被征服的关系 人存在与自然当中 人是自然的组成部分 控制污染 改善和保护环境 已是当今世界主题 土壤是人类赖以生产 生活的重要物质环境 人类在土壤上从事工业 农业 建筑和交通等各种活动 新的物质不断地被引进土壤中 使土壤受到工业 三 废 废水 废气 废渣 生活 三废 粪便 垃圾 污水 以及施用化肥 农药的污染 在污染土壤的有害物质中 砷是一种较普遍的化学污染物质 砷能迫使细胞 中的染色体成群聚集在一起 这样能分解正常细胞中的 DNA 让它们失去控制 地增生 从而导致癌症 长期以来砷都被认为是一种致癌物 另一方面 砷同时也能诱导已癌变的细胞自我毁灭 这一结论预示了研制 新的癌症治疗药物的可能性 在中国和美国实施的研究表明 砷有助于治疗急 性早期骨髓性白血病 但是研究人员们却未能解释砷的这种工作原理 一些人 说这是因为砷让氧分子具有反应活性并关闭了癌症基因 另外一些人的理论认 为砷分裂了癌症发病过程中的一种重要的蛋白质化合物 所以 研究砷含量已 成为一项迫不及待的任务 本文主要讲解了测定土壤中砷含量时土壤的采样 风干 贮存以及测定方 法 如有不全之处 欢迎批评指正 北京化工大学毕业论文 第一章第一章 土壤样品的采集与处理土壤样品的采集与处理 1 1 土壤样品的采集土壤样品的采集 土壤样品的采集和处理是土壤分析工作的一个重要环节 采集有代表性的 样品 是测定结果能如实反映土壤环境状况的先决条件 实验室工作者只能对来 样的分析结果负责 如果送来的样品不符合要求 那么任何精密仪器和熟练的 分析技术都将毫无意义因此 分析结果能否说明间题 关键在于样品的采集和 处理 1 1 1 样品的代表性与采样误差的控制 土壤的不均一性是造成采样误差的主要原因 这种不均一性存在于空间和 时间上 一般情况下 采样误差要比分析误差大得多 为保证样品的代表性 必须采取以下技术措施控制采样误差 1 采样前要进行现场勘察和有关资料的收集 根据土壤类型 肥力等级和 地形等因素经研究范围划分为若干个采样单元 每个采样单元的土壤要尽可能 均匀一致 2 要保证有足够多的采样点 使之能够代表采样单元的土壤特性 采样点 的多少 取决于研究范围的大小 研究对象的复杂程度和实验研究所要求的精 密度等因素 一般以 5 20 个点为宜 1 1 2 样品采集 每个采样点的取土深度及采样量应均匀一致 土壤上层与下层的比例要相 同 采样器应垂直于地面 入土至规定的深度 铲出一个断面 平行于断面取 土 一半取 1kg 左右为宜 如果数量多采用四分法将多余的弃去 如下图 将采集的样品放入样品袋 在样品袋内外各具一张标签 写明采样地点 剖面 号 层次 土壤深度 采样日期和采样人等 1 21 2 土壤样品的处理与贮存土壤样品的处理与贮存 1 2 1 风干土壤 从野外采回的土壤样品要及时放在样品盘上 摊成薄薄的一层 置于室内 通风处自然风干 严禁暴晒 风干过程中要经常翻动 北京化工大学毕业论文 1 2 2 处理 将风干土壤剔除石块等异物 用木棍或塑料碾压 压碎的土壤要全部通过 2mm 孔径筛 将通过 2mm 孔径筛的土壤用四分法取出一部分继续碾压 使之全 部通过 0 25mm 孔径筛 再用四分法取出一部分 用玛瑙研钵磨细 使之全部通 过 0 149mm 孔径筛 第二章第二章 土壤砷含量的测定土壤砷含量的测定 2 12 1 采用原理采用原理 土壤中各种形态砷的化合物 经硝酸 高氯酸消解后 转变成砷酸或砷酸 盐 五价砷在酸性溶液中经碘化钾与氯化亚锡还原为三价砷 与新生态氢生成 砷化氢气体 经乙酸铅棉花除去硫化氢后 用二乙基二硫代氨基甲酸银 三乙胺 氯仿溶液吸收 生成红色络合物 颜色深度与三价砷离子成正比 比色测定 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 2 22 2 仪器 试剂及其配制方法仪器 试剂及其配制方法 1 主要仪器设备 分光光度计 10mm 比色皿 电热板 砷化氢发生装置 砷化氢发生瓶 150ml 带磨口 导气管 一端带有磨口接头 并有一球形泡 一端被拉成毛 细管 管口直径不大于 1mm 导气管 内径为 8mm 的试管 带有 5 0ml 刻度 2 试剂及其配制方法 2 1 硝酸 优级纯 密度 1 42 2 2 硫酸 优级纯 密度 1 84 2 3 高氯酸 优级纯 70 72 2 4 三氯甲烷 2 5 硫酸溶液 1 1 2 6 氯化亚锡溶液 密度 400g L 称取 40g 氯化亚锡 SnCl2 2H2O 溶 于 100mm 浓盐酸中 保存时加入几粒锡粒 2 7 乙酸铅棉花 称取乙酸铅 10g 溶于 20mL 6mol L 乙酸中 用水稀释至 100ml 将脱脂棉在此溶液中浸渍 1h 取出自然晾干 2 8 锌粒 无砷 10 20 目蜂窝状细粒 2 9 二乙基二硫代氨基甲酸银 三乙胺 氯仿溶液吸收液 称取 1 0g 二乙基二 硫代氨基甲酸银 加入 100ml 氯仿及 4ml 三乙胺 摇匀 以氯仿稀释至 1000ml 放置过夜 用脱脂棉过滤后使用 2 10 碘化钾溶液 密度 150g L 称取 15 0g 碘化钾溶于水中 稀释至 10ml 贮存于棕色瓶 2 11 硫酸铜溶液 将 15g 硫酸铜溶于水中 稀释至 100ml 2 12 氢氧化钠溶液 2mol L 贮存在聚乙烯瓶中 2 13 砷标准贮备液 100 0ug mL 将三氧化二砷于 110 下烘干 2h 冷却后 北京化工大学毕业论文 准确称取 0 1320g 用 2ml 5mol L 的氢氧化钠溶液溶解 以酚酞作指示剂 用 1mol L 的硫酸中和溶液至无色 再过量 10ml 转移到 1000ml 容量瓶中 用水稀释至刻度 摇匀 2 14 砷标准溶液 10 0 ug mL 吸取 10 0ml 砷标准贮备液于 100ml 容量 瓶中 用水稀释至刻度 摇匀 2 15 砷标准使用溶液 1 0 ug mL 吸取 10 0ml 砷标准溶液于 100ml 容 量瓶中 用水稀释至刻度 摇匀 2 3 分析步骤 1 样品消解 称取通过 0 149mm 孔径筛的风干试样 0 5 2g 精确至 0 0002g 于砷化氢发 生器的三角瓶中 加 7ml 硫酸溶液 再加 10ml 硝酸 2ml 高氯酸 盖上小漏斗 在电热板上加热 破坏有机物 如果试液颜色变深 应及时补加硝酸 至冒大 量白烟 约 200 左右 保持此温度继续消解 直至试样完全变白 溶液近无 色 取下冷却至室温加水至约 50ml 2 样品测定 在消解后的样品中加 4ml 的碘化钾溶液 摇匀 加 2ml 400g L 氯化亚锡 溶液 摇匀 放置 15min 加 1ml 硫酸铜溶液和 4g 锌粒 迅速塞上装有乙酸铅 棉花导气管的瓶塞 将发生的砷化氢气体导入盛有 5ml 吸收液的吸收管中 在 室温下反应 1h 取下吸收管 用氯仿将吸收液补足至 5ml 在分光光度计上波 长 520nm 处 用 10cm 比色皿 以氯仿为参比进行比色 读取吸光度 同时作空白试验 查对校准曲线 求得砷含量 2 42 4 校准曲线的绘制校准曲线的绘制 准确吸取 1 0 mg L 的砷标准溶液 0 0 1 00 2 50 5 00 10 00 15 00 20 00 25 00ml 分别置于 8 个砷化 氢发生器的三角瓶中 加水至 50ml 加 7ml 1 1 硫酸 以下操作同样品测定 即为 0 0 1 00 2 50 5 00 10 00 15 00 20 00 25 00ug 砷标准系列 以砷标准含量为横坐标 测得的吸光度为纵坐标 绘制校准曲线 例如 取样体积吸光度 A空白 A0 A A0 00 0290 0290 10 0620 0290 033 2 50 1020 0290 073 50 1720 0290 143 100 3120 0290 283 150 4520 0290 423 200 5920 0290 563 250 7560 0290 727 北京化工大学毕业论文 砷标准曲线 y 0 0286x 0 0002 R2 0 9994 0 1 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0102030 A A0 吸光度 系列1线性 系列1 2 52 5 结果计算结果计算 砷 mg kg M1 W 1 f 式中 M1 由校准曲线查得测定液中砷含量 ug W 试样质量 g f 土样水分含量 砷回收率 90 101 平行测定结果允许相对偏差 10 2 62 6 结论结论 1 有机质含量低的土壤 土样消化时可不必加硝酸 2 土样消解后 溶液应透明无色 如溶液呈棕色或黄色 说明有机质分解不 完全 或硝酸分解不彻底 将对测定产生不良影响 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 锌粒的粒度对砷化氢的发生有强烈影响 要求粒度均一 使用无砷锌粒时 最好加人两颗颗粒较大的锌粒 其余仍用细锌粒 如全部用细锌粒 反应太激 烈 5 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 北京化工大学毕业论文 6 硝酸干扰砷的测定 故需在砷化氢发生前用硫酸去除干净 7 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 8 土壤砷消解液最低检出限为 0 002mg L 9 砷的反应吸收尽量控制在 25 左右进行 天热时测定 吸收管应放在冰水 中 避免吸收液挥发 参考文献参考文献 1 1 鲁如坤鲁如坤 土壤农业化学分析方法土壤农业化学分析方法 北京 中国农业科技出版社北京 中国农业科技出版社 2000 2000 2 2 杜森杜森 高祥照高祥照 土壤分析技术规范土壤分析技术规范 北京 中国农业出版社北京 中国农业出版社 2006 2006 3 GB 3 GB T T 15555 3 199515555 3 1995 北京化工大学毕业论文 致谢致谢 以上为土壤砷含量测定的一系列方法及步骤 也即我实习重点掌握并自行以上为土壤砷含量测定的一系列方法及步骤 也即我实习重点掌握并自行 操作的一项测定方法 感谢我的实习负责人 感谢我的指导老师 感谢大学三操作的一项测定方法 感谢我的实习负责人 感谢我的指导老师 感谢大学三 年来一直帮助我 支持我的老师及同学年来一直帮助我 支持我的老师及同学 北京化工大学毕业论文 附录附录 分光光度法测定土壤中砷含量原始记录分光光度法测定土壤中砷含量原始记录 样品类型 样品类型 曲线绘制日期 曲线绘制日期 收样日期 收样日期 检测方法及依据 二乙基二硫代氨基检测方法及依据 二乙基二硫代氨基 甲酸银分光光度法甲酸银分光光度法 GB7485 87 工作曲线 工作曲线 R 0 9997 a 0 0002 b 0 0286 检测日期 检测日期 仪器名称及编号 仪器名称及编号 752N 紫外可见分光紫外可见分光 光度计光度计 07610760002 计算公式 计算公式 C mg g L A A0 a bVbV 室温 室温 湿度 湿度 试剂空白试剂空白 A0 波长波长 510nm 样品编号样品编号取样体积 取样体积 ml 吸光度吸光度 A浓度浓度 mg g L 备注备注 1 2 3 4 5 6 7 北京化工大学毕业论文 土壤标样中砷的精密度和准确