土壤中铜、锌的测定

s t 2 n( ) d
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。
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、土壤样品的采集
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。
(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0～20 cm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。
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。
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。
。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（ 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
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。
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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 4~150 mg· kg-1, 平均约22 mg· kg-1，接近世界土壤中含铜量的平均水平（20 mg· 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。 kg-1，平均含量约在100 mg· kg-1，比世界土壤 我国土壤中全锌含量大致在 3~709 mg· 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 的平均含锌量约50 mg· 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 kg-1，在一些酸性土壤上水溶性锌约在0.032~0.172mg· kg-1(Hodgson 等 铜为0.004~0.039mg· , 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。
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应用领域
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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。
土壤剖面A、B、C层示意图
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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。
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 棋盘式布点法 梅花形布点法
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。
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：
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。
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5. 放射状来自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。 放射状布点法 蛇形布点法 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
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。