元素的形态分析1
元素分析的原理与质谱技术
质谱图的解读
质谱图的基本原 理
质谱图的构成要 素
质谱图的解读步 骤
质谱图的应用领 域
Part Four
质谱技术在元素分 析中的应用
元素检测与鉴定
质谱技术可以用于检测元素的 存在和浓度
质谱技术可以确定元素的同位 素组成
质谱技术可以用于鉴定元素的 化学形态
质谱技术可以与其他分析方法 结合，提高元素检测的准确性 和可靠性
相对丰度。
应用：在地质、 环境、生物、 医学等领域用 于研究元素来 源、分布和演
化。
优势：高灵敏 度、高精度、
无损分析。
局限性：对某 些元素同位素 分析存在干扰
因素。
Part Five
质谱技术的优缺点
质谱技术的优点
高灵敏度：能够检测出极 低浓度的化合物
准确性：能够对化合物进 行准确定量分析
分离能力：可以将混合物 中的组分进行分离
广泛应用：适用于各种不 同领域和行业
质谱技术的局限性
样品要求高：对样品的纯度和分子量有一定要求，难以分析复杂混合物
成本较高：仪器设备昂贵，操作和维护成本较高
难以分析极性化合物：对于极性化合物的分析存在困难，易产生干扰峰 难以分析热不稳定化合物：对于热不稳定化合物，需要在高真空条件下进 行分析，难度较大
质谱技术在石油化 工中的优势和局限 性
未来石油化工中质 谱技术的发展趋势
THANKS
汇报人：XX
元素形态分析
原理：质谱技术通过测量不同元素的质量和数量来确定元素的形态
应用：在环境监测、生物医学、化学分析等领域中用于检测和鉴定元素的 存在形式
优势：高灵敏度、高分辨率、可同时检测多种元素
未来发展：随着技术的不断进步，质谱技术在元素形态分析中的应用将更 加广泛和深入
微量元素在土壤中的形态转化及其影响分析
微量元素在土壤中的形态转化及其影响分析微量元素在土壤中扮演着重要的角色，它们对于植物的生长和发展、动物的健康和人类的营养都具有不可替代的作用。
然而，微量元素的形态转化及其影响却是一个复杂的过程，需要深入探究。
一、微量元素在土壤中的形态转化微量元素的形态转化是指微量元素在土壤中从一种化学形态转化为另一种化学形态的过程，受到环境因素的影响。
土壤中微量元素的形态主要有离子态、络合态和矿化态。
离子态微量元素是指微量元素以单质的形式存在于土壤中的离子，如Fe2+、Zn2+、Cu2+等。
离子态微量元素在土壤中的迁移和转化主要受到土壤pH值、离子交换等因素的影响。
络合态微量元素是指微量元素与有机物质形成复合物的形态，如铁腐殖酸络合物、铜腐殖酸络合物等。
络合态微量元素在土壤中的形态转化受到微生物、纤维素酶、氧化还原等因素的影响。
矿化态微量元素是指微量元素以矿物形式存在于土壤中，如锰钙钛矿、硒粒状钛矿等。
矿化态微量元素在土壤中的形态转化主要受到氧化还原、土壤微生物等因素的影响。
二、微量元素在土壤中的影响微量元素对土壤和植物的生长发育都有着明显的影响。
1. 微量元素对土壤的影响微量元素对土壤的影响主要表现在以下几个方面：（1）影响土壤的化学性质。
微量元素能够影响土壤pH值、离子交换等因素，进而对土壤的化学性质产生影响。
（2）影响土壤的生物性质。
微量元素能够影响土壤微生物的种类和数量，进而影响土壤的生物性质和生态系统的平衡。
（3）影响土壤的物理性质。
微量元素能够影响土壤的孔隙结构、颗粒大小等因素，进而影响土壤的物理性质和水分保持能力。
2. 微量元素对植物的影响微量元素对植物的影响主要表现在以下几个方面：（1）影响植物的生长和发育。
微量元素是植物生长和发育所必需的物质，它们能影响植物的叶绿素合成、光合作用、营养吸收等过程，进而影响植物的生长和发育。
（2）影响植物的品质和产量。
微量元素能够影响植物的品质和产量，如硒能够提高小麦的产量和品质，铁能够提高绿色蔬菜的营养价值。
元素分析原理
元素分析原理元素分析是化学分析的基础，通过对样品中存在的元素进行定性和定量分析，可以获得样品的化学组成和质量信息。
元素分析原理包括定性分析和定量分析两个方面。
一、定性分析定性分析是确定样品中元素种类和存在形态的过程。
常用的定性分析方法包括化学反应法、光谱法和电化学分析法等。
1. 化学反应法化学反应法通过与已知物质进行反应，观察生成物质的性质和特征来确定元素的存在。
比如，添加酸性高锰酸钾溶液到样品中，如果产生紫色的沉淀则表示样品中存在还原性物质。
2. 光谱法光谱法通过测量样品在特定波长范围内的吸收、发射或散射光谱，来确定元素的存在。
常用的光谱分析方法包括原子吸收光谱、原子荧光光谱和质谱等。
3. 电化学分析法电化学分析法通过测量样品在电势作用下的电流和电压变化，来确定元素的存在。
常用的电化学分析方法包括电位滴定法、极谱法和电解析吸收光谱等。
二、定量分析定量分析是确定样品中不同元素的含量的过程。
常用的定量分析方法包括重量法、容量法和光谱法等。
1. 重量法重量法通过测量样品中元素的质量来确定其含量。
包括直接称量法、沉积法和滴定法等。
2. 容量法容量法通过测量添加到样品中的滴定液的体积，来确定样品中特定元素的含量。
比如，酸碱滴定法、络合滴定法和氧化还原滴定法等。
3. 光谱法光谱法通过测量样品在特定波长范围内的吸收、发射或散射光谱，来确定元素的含量。
常用的光谱定量分析方法包括原子吸收光谱法、分子吸收光谱法和紫外-可见光谱法等。
总结元素分析原理是化学分析的基础，包括定性分析和定量分析两个方面。
定性分析通过化学反应、光谱和电化学分析等方法确定样品中元素的存在；定量分析通过重量法、容量法和光谱法等方法确定样品中元素的含量。
这些方法在各个领域中都有广泛的应用，如环境监测、食品安全和制药等。
精确的元素分析能够为科学研究和工业生产提供可靠的数据支持。
元素分析技术的原理与方法
元素分析技术的原理与方法元素分析技术是化学分析常用的一种方法，它可以用来检测样品中的元素。
在实际应用中，元素分析技术的应用范围非常广泛，涉及到生产、环保、食品安全等多个领域。
本篇文章将介绍元素分析技术的原理和方法。
一、元素分析技术的原理元素分析技术的核心原理是基于元素特异性的特性，这一特性使得元素在化学分析中有着不同的物理和化学行为。
换言之，通过利用每种元素有独特的光谱、化学反应和原子运动性质等特性，可以确定和分析不同样品中含有的元素种类、含量和形态。
例如，常见的原子吸收光谱法 (AAS) 分析技术，利用吸收在可见和紫外线波段的电子、离子态的元素原子与固定波长光线的测量，借此分析样品中含有的元素。
通过测定某种元素原子吸收特定波长的光线量，确定样品中该元素含量。
因此，用 AAS 分析法不仅可以测量样品中单个元素，还能对多个元素进行同时分析。
而射线荧光分析法 (XRF) 就是利用固体或液态方法提取样品内的元素，借助荧光辐射生成特定的射线能量，通过检测样品反射和散射的特征射线来分析样品中的元素含量和形态。
XRF 分析法广泛应用在家具、建筑材料、土壤、岩石等领域。
总之，元素分析技术基于元素特异性的特点，通过使用特定的测定方法，对样品进行分析，以确定样品中的元素含量及形态等有关信息。
二、元素分析技术的方法1. 原子吸收光谱法 (AAS)原子吸收光谱法是一种测量样品中元素的含量的技术。
该技术目前已广泛应用于工业、农业、环境保护、食品安全等多个领域。
AAS 单元素分析法可以分析各种样品，如水、污泥、土壤、动物组织和食品等。
同时也可以同时检测多种元素，如钙、铁、铜、锌、砷等。
2. 射线荧光分析法 (XRF)射线荧光分析法具有测量元素含量及检测无机物的优点，能检测固体、液体、气体中的元素。
射线荧光分析设备采用无损的方法进行测试，因此不会破坏样品。
3. 原子发射光谱法 (AES)原子发射光谱法是一种测量样品中的元素的含量的技术。
土壤中铬的形态分析
土壤中铬的形态分析铬（Cr）是自然界中广泛存在的一种金属元素，且通常以三种形态存在于土壤中：Cr（VI）、Cr（III）和有机结合态。
这些不同形态的铬对土壤环境和生态系统有着不同的影响和行为。
因此，对土壤中铬的形态进行分析和研究具有重要的科学价值和实际意义。
1.Cr（VI）Cr（VI）是一种强氧化剂，在土壤中具有良好的可溶性和活性。
它对生物活性高，并且能够通过土壤孔隙迅速迁移。
由于其高毒性和危险性，Cr（VI）在土壤中的含量普遍受到严格的监管和控制。
常用的Cr（VI）形态分析方法主要包括离子交换色谱、荧光光谱、原子吸收光谱和X射线荧光光谱等。
这些方法能够精确地测定土壤中Cr（VI）的含量和分布，为环境监测和风险评估提供重要的数据支持。
2.Cr（III）Cr（III）是一种相对较稳定的铬形态，在土壤中普遍存在。
与Cr （VI）相比，Cr（III）具有较低的生物活性和迁移性。
Cr（III）对土壤和植物的毒性较小，但在高浓度下仍然会对生态系统产生不良影响。
常用的Cr（III）形态分析方法主要包括原子吸收光谱、电感耦合等离子体质谱和电感耦合等离子体发射光谱等。
这些方法能够准确测定土壤中Cr （III）的含量和分布，为土壤质量评价和环境管理提供依据。
3.有机结合态铬在土壤中还可以以有机结合形式存在，主要以有机酸和腐殖质的形式结合。
有机结合态的铬相对较稳定，对环境和生态系统的影响较小。
但在一些特殊情况下，有机结合态的铬可能会被还原为Cr（VI），从而增加了环境污染的风险。
有机结合态铬的分析方法主要包括红外光谱、X射线吸收光谱等。
这些方法能够确定土壤中有机结合态铬的含量和特征，并为了解土壤中铬的迁移和转化过程提供参考。
总之，对土壤中铬的形态进行分析是研究土壤环境和生态系统的关键环节。
不同形态的铬在土壤中的分布和活动特征对环境质量和生物安全产生直接影响。
因此，通过合理选择和应用适当的分析方法，可以准确测定土壤中铬的含量和分布，为土壤污染防控和资源利用提供科学依据。
元素_精品文档范文
元素_精品文档范文一、元素的概念元素是构成宇宙万物的最基本的粒子，它们是构成化学物质的基本单位。
元素是由一类具有相同原子序数的原子组成，通过化学反应可以转化成其他元素或化合物。
元素可以用化学符号表示，通常由一个或两个字母组成，如氢元素用“H”表示，碳元素用“C”表示。
二、元素的分类元素根据其物理和化学性质可以分为金属元素、非金属元素和类金属元素三大类。
1.金属元素：金属元素的特点是具有较好的导电性、导热性和塑性。
金属元素在化学反应中容易失去电子，形成阳离子。
常见的金属元素有铁、铜、锌等。
2.非金属元素：非金属元素的特点是电负性较大，容易接受电子，形成阴离子。
非金属元素多为固体、液体或气体，具有不良的导电性和导热性。
常见的非金属元素有氧、氮、碳等。
3.类金属元素：类金属元素性质介于金属元素和非金属元素之间，具有一定的导电性和导热性，但远不及金属元素。
常见的类金属元素有硒、锗等。
三、元素周期表元素周期表是按照元素的原子序数和化学性质排列的一张表格。
元素周期表按照元素的原子序数从小到大排列，横向有7个周期，纵向有18个族。
元素周期表的布局使得具有相似性质的元素放在一起。
周期表的左侧是金属元素，右侧是非金属元素，中间是类金属元素。
四、元素的命名元素的命名通常由两部分组成，第一部分是拉丁文的名称，第二部分是组成元素的化学性质或特点。
如氢元素的名称是“Hydrogen”，来自拉丁文的“hydro”表示“水”，而氢元素的化学性质是可以和氧元素形成水。
又如铁元素的名称是“Iron”，来自拉丁文的“ferrum”，表示“铁”的意思。
五、元素的应用元素广泛应用于各个领域。
金属元素常用来制造建筑材料、电子元器件、汽车零部件等。
非金属元素常用来制造化学药品、塑料、橡胶等。
类金属元素常用来制造半导体材料、太阳能电池等。
元素还被用于研究和发现新的化合物和材料，推动科学技术的发展。
综上所述，元素是宇宙万物的基本构成单位，它们按照其性质分为金属元素、非金属元素和类金属元素三大类。
元素形态分析的方法
元素形态分析的方法
元素形态分析是一种通过观察和描述元素的形态特征来区分和识别元素的方法。
以下列举了常用的元素形态分析方法：
1. 观察法：通过裸眼或显微镜观察元素的形态特征，如颜色、形状、大小、质地等。
2. 显微镜分析：使用显微镜观察元素的微观形态特征，如晶体形态、晶体学指数、晶体缺陷等，以及表面形貌特征。
3. X射线衍射：利用X射线衍射技术分析晶体的结构和晶格常数，可以用于确定元素的晶体形态。
4. 红外光谱分析：利用红外光谱仪测定物质在红外波段的吸收峰位和强度，从而分析元素的结构和官能团。
5. 热分析法：包括热重分析和差热分析，通过测量样品在加热过程中的质量、温度和热流变化等参数，分析元素的热稳定性和物相变化。
6. 能谱分析：包括质谱和能量散射谱等技术，通过测定元素在不同能量范围内的能量散射或电离情况，分析元素的能级结构和组成。
7. 形貌分析仪：利用形貌分析仪对元素表面的形貌特征进行自动测量和分析，如表面粗糙度、形态轮廓等。
以上所述为常见的元素形态分析方法，不同方法适用于不同的元素和样品类型。
在实际应用中，通常会结合多种分析方法进行综合分析。
元素的赋存形态
元素赋存状态
元素赋存状态是指元素在其地球化学迁移历史的某个阶段所处的物理化学状态及与共生元素的结合特征。
包括该元素所处的物态、形成化合物的种类和形式、价态、键态、配位位置等多方面的物理化学特征。
元素赋存状态是化学反应的结果，与作用条件有关。
已观测到的元素在自然固结相中的赋存状态，大多能反映其形成的物理化学条件。
因此，元素赋存状态有地质成因意义。
元素的主要赋存状态有：①元素的集中状态。
元素形成独立矿物的能力与其丰度有关。
常量元素在地壳中主要以独立矿物形式存在。
②类质同象状态。
元素以离子或原子置换形式进入其他元素的晶格，构成固溶体。
是元素的分散状态。
③超显微包体。
元素呈极细小颗粒（粒径小于0.001毫米）的独立化合物或其原子和分子存在。
又称超显微非结构混入物。
主要特征是不进入主要矿物晶格，但又不形成可以进行矿物学研究的颗粒化合物。
④吸附状态。
元素以离子或化合物分子形式被胶体颗粒表面、矿物晶面、解理面所吸附，是一种非独立化合物形式。
⑤与有机质结合的形式。
主要有金属有机化合物、金属有机络合物或螯合物、以及有机胶体吸附态离子等。
以上为元素在凝固相中的赋存状态。
当元素处于流体相迁移时，其活动形式有气体状态、溶解状态、熔融状态、各种胶体态、悬浮态等。
元素的形态分析
★形态分析（Speciation Analysis）：是指某一待测物（元 素）在真实试样中的原子和分子状态获得证实的过程。也 可表述为：表征和测定某个元素在生物样品或环境中存在 的不同化学形态和物理形态的过程。
5
2 连续搅拌30min
室温
表2 BCR分级萃取方法（1g土壤）
步 元素分级 骤
试剂
体积 温度 （ml） （℃）
萃取时间
1 水溶态、可 0.11mol/LCH3COOH 交换态、碳
酸盐结合态
40 22± 振荡16h（过夜） 5
2 Fe-Mn氧化 0.1mol/LNH2OH·HCl用 40 22± 振荡16h（过夜）
在自然环境（水、大气、土壤、沉积物）中，砷主 要以无机砷（砷酸和亚砷酸）的形式存在，而在有机体 中，由于生物甲基化过程，在生物体内产生了许多毒性 教低或无毒的砷形态。
主要有MMA（单甲基胂酸）、DMA（二甲基胂 酸）及砷的氨基酸衍生物，如AsB（甜菜碱砷）、 AsC（胆碱砷），特别是后两个作为新陈代谢过程的 产物，存在于生物（特别是海产品）的组织中，现已 确认它们是无毒的物质。
亚砷酸盐[As(Ⅲ)]的高毒性与其对一些生物酶中 的硫代基的高亲和性有关，这一结果导致酶失去生物 活性和堵塞生化过程，而砷酸盐[As(Ⅴ)]的毒性比亚 砷酸盐要小，但两者都被认为是致癌物质。砷中毒可 诱发肺癌、膀胱癌和皮肤癌。通过生物体内的甲基化 过程，可以降低无机砷的毒性，这是因为甲基化过程 的产物是中等毒性或无毒性的有机络合物。
元素的形态分析
一、前言 1、形态及形态分析的定义 2、形态分析的重要性和必要性 3、形态分析的特点及要求 4、元素的毒性与生物可给（可利用）性 5、形态分析中的分离与检测技术 二、形态分析中的试样前处理 1、概述 2、试样的采集及储存 3、试样的前处理技术 4、形态分析中的标准参考物质
元素的赋存形态
元素的赋存形态元素是构成物质的基本单位，它们以不同的形态存在于自然界中。
元素的赋存形态指的是元素在自然界中所呈现的不同物质形态和状态。
这些赋存形态的差异，对我们了解元素的性质和应用具有重要意义。
首先，元素可以以自由形态存在。
自由元素是指元素以单质形式存在，不与其他元素形成化合物。
例如，氧气和氮气就是自由元素的典型代表。
氧气以O2的形式存在于空气中，是我们呼吸的必需气体。
氮气以N2的形式存在于空气中，是植物和动物体内重要的成分。
其次，元素可以以化合物的形态存在。
化合物是由两种或多种不同元素通过化学反应结合而成的物质。
在自然界中，元素与其他元素形成化合物的形态非常普遍。
例如，氧气与氢气反应生成水，这是氧的一种赋存形态。
氧化铁是由铁与氧气反应形成的化合物，是自然界中常见的铁矿石。
化合物的形态不仅帮助我们了解元素之间的相互作用，还为我们提供了利用元素的途径。
另外，元素还可以以离子的形态存在。
离子是带电的原子或原子团，它们形成的化合物被称为离子化合物。
离子化合物包括金属离子化合物和非金属离子化合物。
金属离子化合物是由金属元素和非金属元素通过电子转移形成的化合物，例如氯化钠。
非金属离子化合物是由两种或多种非金属元素通过共价键结合形成的化合物，例如二氧化碳。
离子的形态在化学反应中起着重要的作用，也是化学反应能够进行的基础。
此外，元素还可以以同素异形体的形态存在。
同素异形体是指同一种元素在结构上存在不同的形式。
这种形态的存在使得元素在化学反应中具有不同的性质。
例如，碳可以以钻石和石墨的形式存在，它们的结构和性质都不相同。
同素异形体的存在丰富了元素的化学性质，也为我们的生活和工业应用提供了更多的选择。
总结起来，元素的赋存形态包括自由形态、化合物形态、离子形态和同素异形体。
这些形态的存在使得元素在自然界中展现出丰富多样的性质和应用价值。
通过深入了解和研究元素的赋存形态，我们能够更好地利用元素的特性，推动科学技术的发展，并为人类的生活带来更多的福祉。
第三章 元素的化学形态分析
大约在一百年前就已发现，给动物注入活性染料，全身组织 都染上色而唯独脑组织却不染色。但是如果把染料直接注 入蛛网膜下腔，则脑组织迅速被染色。以后的大量实验研 究表明，有些物质完全不能由血进入脑组织间液；有些物 质进入很缓慢；而有些物质的进入颇为迅速。
总之，在血-脑之间有一种选择性地阻止某些物质由血入脑的 “屏障（barrier)”存在，称为血脑屏障(BBB)。血脑屏障的 功能在于保证脑的内环境的高度稳定性，以利于中枢神经 系统的机能活动，同时能阻止异物(微生物、毒素等)的侵 入而有保护作用。
周天泽 男， 1938年11月出生。 首都师范大 学化学系研究员。
兼任“化学教育”“环境科学”“分析实验室” 杂志编委。
从事痕量成分检测及分离，离子色谱及HPCC的科 研工作。在国内外刊物上发表130多篇实验论文及 报告（其中SCI收集20篇）。
专著有：《分析化学中的配位化合物》（北京大 学出版社）、《分析化学中的多元络合物》（科 学出版社）、《化学分析测试中的干扰与消除》 （首都师范大学出版社，1996年）等。
• 形态分析是当前环境科学、生物化学和 生命科学领域中颇为活跃的前沿性课题。
• 二、形态分析的意义及重要性
• l 在污染物迁移转化规律研究中具有的意义及 重要性
• 污染物在环境中的迁移转化规律及最终归宿是 环境科学的重要研究内容之一，即环境化学研 究的对象。
• 然而，污染物在环境中的迁移转化规律，并不 取决于污染物的总浓度，而是取决于它们化学 形态的本性。
• 因此，只有借助于形态分析才有可能阐 明化学污染物进入环境中的方式及迁移、 转化过程的本质；阐明化学污染物在水、 气和土壤循环中的地球化学行为，为区 域环境污染的综合防治提供重要的科学 依据。
人参中微量元素的分布形态分析
学靴雠敝文储储戤躲：锄秽 翩剔磁躲轹
辩聃：叼｝ 叫胡ｌ ９日 签字日期渊年／ａ月 ７日
学位论文作者毕业后去向：
工作单位：料江友嬉珞吐
７
通讯龇翱＝；≯午引啕鳄 恬Ｉ－、、 圆心 妁沙刀灯 电蟾话编 竹西‘３
１，，ｒ．／
、｝志１．／
第ｌ章绪论
第ｌ章绪论
１．１中药中微量元素研究情况
长期以来，对中药有效化学成分的研究常偏重于有机成分，而忽视和排斥微 量元素的作用。近年来，随着对中药中微量元素研究的深入，人们注意到中药的 药效是由有机成分与无机成分的协同作用产生的。如通过对淫羊藿、大青叶等中 药中微量元素的药效研究，证实了有机结合态微量元素较无机态具有更强的活性； 不同中药中同一微量元素的活性不同与存在形态有关；由于配合物的形成，有利 于提高微量元素的生物利用度等。由此，国内某些中医药专家提出了中药配位化 学学说。该学说认为中药中有效化学成分是有机成分和微量元素组成的配位化合 物。中药配合物从整体上反映了中药真正的物质基础，代表了中药的活性作用中 心；并指出微量元素不仅以配合物的形态存在于中药内，而且是以配合物的形式 在人体内起作用。因此，研究中药中微量元素的作用，不仅要考虑其含量的高低， 更重要的是研究他们的存在形态。只有这样，才能揭示出微量元素作用的本质。 人们早已知道，不同的元素形态具有不同的环境、化学和生物行为。在药用植物 中，微量元素的存在形态不同，呈现出的药理作用、毒性大小、被人体吸收的程 度都有很大差别，仅测定元素总量甚至将其同药理作用简单联系起来的研究思路， 显然不能满足ｌ临床需要，甚至会起误导作用【１，２１。
金银花中6种金属元素的形态分析
金银花中6种金属元素的形态分析
金银花是一种常见的水草，它的名称反映了它的美丽的颜色。
除了美丽的颜色，金银花中还含有6种金属元素，它们是钙、镁、钾、铝、铁和锰。
本文将针对这6种金属元素，进行分析。
钙是金银花中含量比较多的金属元素，它主要存在于金银花根部，它是促进植物生长的重要元素，可以促进植物机体的形成和构成，并且还可以增加植物穗子的重量。
镁是金银花中含量较少的金属元素，它主要存在于金银花叶子中，它可以促进植物叶绿素的合成，丰富植物的营养，以及参与植物的膳食新陈代谢。
钾是金银花中含量较多的金属元素，它主要存在于金银花茎和叶子中，它可以促进植物的光合作用，维持植物的平衡水分和酸碱平衡，使植物健康地生长发育。
铝是金银花中含量较低的金属元素，它主要存在于金银花叶子中，它可以参与植物结构物中的碳水化合物的合成和储存，以及植物抗逆性的形成。
铁是金银花中较低的金属元素，它主要存在于金银花叶子中，它可以及将氧分子与碳水化合物形成可以被植物吸收的物质，以及促进植物色素的形成。
锰是金银花中含量较低的金属元素，它主要存在于金银花叶子中，它参与植物体内的新陈代谢和抗逆性的形成，以及植物抗旱性的形成。
从以上内容可以看出，金银花中6种金属元素具有重要的作用，
它们可以促进植物生长发育，增强植物的抗旱、抗逆性，改善植物营养等。
因此，要想让金银花正常生长发育，就需要合理地进行土壤肥料的施用，以满足金银花对金属元素的需求。
第9章 环境中元素的化学形态9.2
5、土壤中铬的形态 、 我国土壤铬的含量在17.4~118.8 mg/kg之间变动，背景值 之间变动， 我国土壤铬的含量在 之间变动 为57.3 mg/kg。 。 土壤溶液中， 存在的形态主要为Cr(H2O)3+及其水 土壤溶液中，Cr(III)存在的形态主要为 存在的形态主要为 解产物Cr(H2O)5(OH)2+、Cr(H2O)4(OH)2+、Cr(OH)3(H2O)3以 解产物 及它们的聚合物。 及它们的聚合物。在pH为8~9的碱性土壤和氧化能力强的土壤 为 的碱性土壤和氧化能力强的土壤 多以CrO42-形态存在。 形态存在。 中，Cr(VI)多以 多以
3、土壤中铜的形态 、 我 国 土 壤 中 铜 的 含 量 在 3~300mg/kg 之 间 ， 平 均 值 为 22 mg/kg。 。 土壤中铜的形态随土壤的性质不同而变化， 土壤中铜的形态随土壤的性质不同而变化，如土壤的矿物 质的组成、土壤胶体的种类、 值 质的组成 、 土壤胶体的种类、pH值、土壤质地和土壤有机质 值和有机质对其存在形态的影响较大。 等，其中pH值和有机质对其存在形态的影响较大。 其中 值和有机质对其存在形态的影响较大 目前，一般把土壤中铜存在的形态划分为以下几种： 目前，一般把土壤中铜存在的形态划分为以下几种：
9.2 不同环境介质中金属元素的化学形态
9.2.1 土壤中金属元素的化学形态
1、土壤中汞的形态 土壤中汞的形态 在世界范围，土壤中汞的含量在0.03~0.3 mg/kg之间，我 之间， 在世界范围，土壤中汞的含量在 之间 国土壤中汞的含量在0.006~0.272之间变化，背景值为0.04 之间变化，背景值为 国土壤中汞的含量在 之间变化 mg/kg。 。
9.2.2 水中金属元素的化学形态
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（3）对分析人员操作技术有更高、更严格的要求； （4）比常规的成分分析需要更长的时间和更复杂 的分析步骤； （5）需要使用灵敏度极高的现代分析仪器，其结 构复杂，运行成本较高； （6）一般要求将高选择的分离技术与高灵敏度的 检测技术相结合； （7）用于形态分析的标准参考物质，往往更难于 获得。
4、元素的毒性与生物可给（可利用）性 一般而言，可以把自然界存在的元素分为三种类型： A、有益的，如：Na、K、Mg、Ca、Mo、Mn、Fe、 Co、Cu、Zn、B、Se、I等； B、有毒的，如：Pb、Hg、Cd、As、Sb、Al、Be等； C、有待确认的，如：V、Ni、稀土等。 有益元素通常是指那些维持有机体生长或新陈代谢 过程不可缺少的元素，或称为生命重要元素。对生命重 要元素的确定应遵循以下准则： （1）该元素以确定的形式存在于健康的生命体之中；
4
5 3+3 5
表2 BCR分级萃取方法（1g土壤）
步 骤 1 元素分级 试 剂 体积 温度 （ml） （℃） 40 萃取时间
水溶态、可 0.11mol/LCH3COOH 交换态、碳 酸盐结合态 Fe-Mn氧化 物结合态 0.1mol/LNH2OH·HCl用 硝酸酸化（pH 2）
22± 振荡16h（过夜） 5 22± 振荡16h（过夜） 5
一、前言
1、形态及形态分析的定义 概念：元素的化学形态（Chemical Species）、物理形态 （Physical Species ）及形态分析（Speciation Analysis）、分 级分析（Fractionation），其定义为： ★化学形态（Chemical Species）：某一元素在真实试样中 可能存在的的特定状态或结构。 ★物理形态（Physical Species ）：某一元素在环境中存在 的物理状态（固、液、气及大小（粒度）、吸附行为等）。 ★形态分析（Speciation Analysis）：是指某一待测物（元 素）在真实试样中的原子和分子状态获得证实的过程。也 可表述为：表征和测定某个元素在生物样品或环境中存在 的不同化学形态和物理形态的过程。
元素的形态分析
一、前言 1、形态及形态分析的定义 2、形态分析的重要性和必要性 3、形态分析的特点及要求 4、元素的毒性与生物可给（可利用）性 5、形态分析中的分离与检测技术 二、形态分析中的试样前处理 1、概述 2、试样的采集及储存 3、试样的前处理技术 4、形态分析中的标准参考物质
三、GC/SFE与原子光谱/质谱联用技术及元素形态分析 四、HPLC与原子光谱/质谱联用技术及元素形态分析 五、毛细管电泳（CE）与原子光谱/质谱联用技术及元 素形态分析 六、非色谱分离技术在元素形态分析中的应用 七、环境水样中痕量元素的形态分布 八、土壤、沉积物和大气颗粒物中痕量元素的形态分析
③铁-锰氧化物结合态：众所周知，作为黏结物，铁 及锰的氧化物存在于颗粒物之间，或成为颗粒物的膜， 这些氧化物是痕量金属元素非常好的清除剂，且在缺氧 条件下（低的氧化还原电位）热不稳定。 ④有机物结合态：痕量金属可能被吸附或键合到生 物体、生物体的碎屑、或有机物在矿物颗粒的膜上，以 及是天然有机物（腐殖酸和富里酸）的络合性和胶溶性， 还有某些生物体对特定痕量金属元素的富集现象。在氧 化或某些条件下，这些生物体（有机物）会降解，导致 金属元素的释放。 ⑤残渣态：除去以上四部分，样品中的剩余固体部 分主要为矿物或次生矿物，金属元素存在于它们的晶格 结构中，这些金属元素在天然环境条件下是不会自动释 放出来的。
表1 Tessier分级萃取方法（1g土壤）
步 骤 1 2 3 元素 分级 可交 换态 试 剂 体积 温度 （ml）（℃） 萃取时间
1mol/L CH3COONa（pH 8.2） 8 8 20
室温 搅拌1h 室温 搅拌，到完全萃取 96± 搅拌，至预计自由 3 态氧化铁完全溶解） 85± 搅拌2h 2 间歇搅拌3h 85± 2 连续搅拌30min 室温
实验操作定义的分级萃取方法存在两个根本性问题： ★所用萃取剂的选择性 ★萃取过程中痕量元素的再吸附及再分配 按土壤中主要组分比，通过采用天然单矿物赤铁矿、方解 石、软锰矿、伊利石、蒙脱石及从土壤中提取的腐植酸合成模 拟土壤，较好地解决了操作定义的形态分析中存在萃取剂选择 性问题，及萃取过程中痕量元素的再吸附与再分配问题及争论。 Shan X Q, et al. Anal. Chem. 1993, 65: 802 Tu Q, et al. Anal Chem. 1994, 66: 3562 Tack F M G, et al. Inter J Environ Anal Chem. 1996, 64: 171 Tack F M G, et al. Inter J Environ Anal Chem. 1995, 59: 225 Clement R E, et al. Anal Chem. 1995, 67: 221R
对生物体有害，并确定为有毒元素的依据是： （1）堵塞或切断生物分子中有益生物功能团； （2）取代或置换生物分子中不可缺乏的金属元素； （3）修饰生物分子中的活性骨架。 ★砷 砷（As）是一种有毒元素，其毒性大小强烈依赖于其 As 在试样中存在的化学形态。人们之所以对砷形态给予特 别的关注，是因为它在生物体中有着十分丰富的化学形 态，而且，砷形态对生态环境的关系也十分密切。 在自然环境（水、大气、土壤、沉积物）中，砷主 要以无机砷（砷酸和亚砷酸）的形式存在，而在有机体 中，由于生物甲基化过程，在生物体内产生了许多毒性 教低或无毒的砷形态。
★分级分析（Fractionation）：指根据其物理性质（如颗粒大小、溶 解度）或化学性质（如键和、反应活性）进行分级的过程。 该法常用在土壤和沉积物的物理形态分析中，也用于水和大气 颗粒物的物理形态分析中。在土壤和沉积物中元素可以： （1）存在于颗粒物表面的离子交换位； （2）吸附在颗粒物表面； （3）以沉淀物形式存在； （4）以共沉淀形式存在，特别是与无定形铁和锰氧化物的形式存 在； （5）与有机分子形成配合物； （6）形成被包裹态； （7）进入矿物的晶格。
（2）在环境毒理学、环境医学及生命科学研究中所具有 的意义及重要性 从20世纪70年代开始，环境科学家和生命科学家就认 识到无机元素，特别是痕量重金属的环境效应和微量元素 的生物活性，不仅与其总量有关，更大程度上由其形态决 定，不同的形态其环境效应或可利用性不同。 ★不同化学形态的重金属，其毒理特性的一般规律为： ①重金属以自然状态转化为非自然状态时，毒性增加； ②离子态毒性常大于络和态； ③金属有机态毒性大于无机态； ④价态不同，毒性不同； ⑤金属羰基化合物常常剧毒。 ★不同的化学形态，对生物体的可利用性不一样
碳酸盐 1mol/L CH3COONa，用醋酸 态 调pH=5.0 Fe-Mn 0.04mol/L NH2OH·HCl 氧化物 （25%的HOAc（V/V）中） 结合态 有机物 30%H2O2（0.02 mol/L HNO3 结合态 调pH 2 ） 30%H2O2（0.02 mol/L HNO3 调pH 2 ） 3.2mol/L NH4OAc（20% HNO3 （V/V）） （最后稀 释至20ml）
天然水中痕量金属的物理形态可以按照其粒子大小分 级（类）。为区分水中金属不同粒径的形态，常常用不同 孔径的膜（0.45µm，0.20 µm 和截留相对分子质量1000以 上的膜）将水样过滤。 ★ 0.45µm以上为水中颗粒物 ★ 0.20 µm—0.45µm之间为粒径较大的胶体结合部分 ★截留相对分子质量1000—0.20 µm为粒径较小的胶体 结合部分 ★通过截留相对分子质量1000膜的可视为自由金属离 子与真正可溶部分
Cu 2+-腐植酸 颗粒物
10—200 >400
2、形态分析的重要性和必要性 元素的形态分析在环境和生物分析中特别重要，因为元 素在环境中的迁移、转化规律及最终归宿，元素的毒性、有 益作用及其在生物体内的代谢行为在相当大的程度上取决于 该元素存在的化学形态，也在一定程度上与相关形态物质的 溶解性和挥发性有关。 （1）在污染物迁移转化规律研究中具有的意义及重要性 污染物在环境中的迁移转化规律并不取决于污染物的总 浓度，而是取决于它们化学形态的本性。 如：在森林土壤中，2价的阳离子铅很少由于降水作用 被淋溶而迁移，而4价的铅则容易流失，显然仅以铅的总量 来研究森林土壤中铅的迁移行为是不科学的。此外土壤中3 价砷比5价砷易溶4—10倍。金属的有机化合物使金属的挥发 性增加，提高了金属扩散（迁移）到大气圈的可能。
主要有MMA（单甲基胂酸）、DMA（二甲基胂 酸）及砷的氨基酸衍生物，如AsB（甜菜碱砷）、 AsC（胆碱砷），特别是后两个作为新陈代谢过程的 产物，存在于生物（特别是海产品）的组织中，现已 确认它们是无毒的物质。 亚砷酸盐[As(Ⅲ)]的高毒性与其对一些生物酶中 的硫代基的高亲和性有关，这一结果导致酶失去生物 活性和堵塞生化过程，而砷酸盐[As(Ⅴ)]的毒性比亚 砷酸盐要小，但两者都被认为是致癌物质。砷中毒可 诱发肺癌、膀胱癌和皮肤癌。通过生物体内的甲基化 过程，可以降低无机砷的毒性，这是因为甲基化过程 的产物是中等毒性或无毒性的有机络合物。
土壤、沉积物及大气和水中的颗粒物用分级萃取分离以 后，再进行不同级分中痕量元素的分析。 从不同的化学过程与生化过程的角度考虑，这种形态分 析是极其重要的。 ①可交换态：土壤或沉积物中的主体物质，如黏土矿物、 铁锰氢氧化物及腐殖质等对痕量金属元素产生吸附，而这种 吸附会随着土壤及沉积物中水环境变化，其中中离子的构成 和强度等而改变，即产生新的脱附-吸附现象。 ②碳酸盐结合态：有关研究显示，土壤和沉积物中痕量 金属元素的浓度与其中的碳酸盐密切相关，且这一部分易受 pH的影响。
分级分析（提取或萃取）（物理形态分析）的代表性 实验操作定义或方法： Tessier法（ Tessier etal.，Anal. Chem. 1979, 51：844） 按照该方法，沉积物或土壤中金属元素的形态分析可 以分为：①可交换态；②碳酸盐结合态；③铁-锰氧化物结 合态；④有机物结合态；⑤残渣态。 BCR法（Quevauviller Ph etal.，Intern. J Environ. Anal. Chem., 1993, 51：231） 即1992年欧共体（现欧盟）标准物质局（European Community Bureau of Reference，BCR）组织35个欧洲实验 室致力于土壤和沉积物中金属元素的物理形态分析方法的 研究。他们提出了三步提取法（BCR法），及： ①水溶态、 交换态及碳酸盐结合态； ②铁锰氧化物结合态； ③有机物 及硫化物结合态。