1、 广东环境保护工程职业学院 毕 业 设 计（论 文） 题目： 原 子 吸 收 微波消解法测定土壤成分中 总铬 的初探 系： 环境监测系 专 业： 环境监测与评价 班 级： 12环境监测（ 1）班 姓 名： 张添发 指导教师： 张艳林 完成时间： 2015年 03月 30日 评阅人： 广东环境保护工程职业学院 毕业设计（论文）任务书 环境监测 系 环境监测与评价（环境监测方向） 专业 兹发给 12 环境监测（ 1） 班学生 张添发 毕业设计（论文）任务书，内容如下： 1.毕业设计（论文）题目： 原 子 吸 收 微波消解法测定土壤成分中 总铬 的初探 2.应完成的项目 (如页面不够可另附纸张 )：
2、 (1) 曲线绘制 （ 2）精密度 （ 3）准确度 （ 4）回收率 （ 5）标准样品的测定 3.参考资料以及说明 (如页面不够可另附纸张 )： （ 1）任兰、 杜青，土壤中总铬测定方法的探讨 -化学试剂， 2006 年 11 期 （ 2）佚名， 20 城市 600 万吨铬渣 不可不除的“城市毒瘤”， 2010-12-30发布 （ 3）中华人民共和国国家环境保护标准 .土壤 总铬的测定 火焰原子吸收分光光度法（ HJ 491-2009）， 2009-09-27 发布 （ 4）邓红艳、陈刚才，地球与环境， 2012 年第 03 期， 466-457 （ 5）陆若辉、边武英、蔡玮、沈月、陈思力；微波
3、消解 -ICAP 法测定土壤中总铬含量的研究，来源：农业资源与环境学报 2011 年第 03 期 4. 本毕业设计（论文）任务书于 2014 年 9 月 1 日发出，应于 2015 年 4 月 25 日完成，提交系进行答辩。 系负责人（签名） 批准 年 月 日 教研室负责人（签名） 审核 年 月 日 指 导 教 师 （ 签 名 ） 审核 年 月 日 诚信承诺书 我承诺在毕业设计 (论文 )活动中，遵守学校有关规定，恪守 学术规范，本人毕业设计 (论文 )内容除特别注明和引用外，均为本人观点，不存在剽窃、抄袭他人学术成果，伪造、篡改实验数据的情况，如果有违规行为，我愿意承担一切责任，接受学校的处
4、理。 学生 (签名 )： 年 月 日 目 录 前言 . 1 1 选题背景 . 2 2 实验内容 . 2 2.1 工作原理 . 2 2.2 试剂 . 2 2.3 仪器和设备 . 3 2.4 干扰及消除 . 4 3 样品采集和处理 . 4 3.1 采集与保存 . 4 3.2 试样的制备 . 4 4 分析步骤 . 4 4.1 校准曲线 . 4 4.2 空白实验 . 5 4.3 测定 . 5 5 结果探究 . 5 5.1 标准曲线的绘制 . 5 5.2 检出限实验 . 6 5.3 精密度试验 . 7 5.4 准确度试验 . 8 5.5 曲线方法验证结果及结论 . 10 6 结果与讨论 . 10 致谢
5、. 11 参考文献 . 11 原 子 吸 收 微波消解法测定土壤成分中总铬 的初探 【 内容摘要 】 土壤消解有很多种方法，常用的方法有电热板消解和微波消解 仪消解的方法。由于电热板消解方法不够完全，而且存在一定的危险性，相比较起来微波消解法更具优势。本文采用微波消解法测定土壤中总铬的含量，通过研究该方法的检出限是否达标，精密度、准确度是否符合要求，来检验此方法是否符合测定土壤中总铬含量的要求。 【 关键词 】 微波消解 检出限 精密度 准确度 回收率 1 前言 铬主要 用于金属加工、电镀、制革等行业。为了防止工业生产过程中循环水对设备的腐蚀，常须加入铬酸盐。工业部门排放的废水和废气，是环境中
6、铬的人为来源。工业废水中的铬主要是六价化合物，如铬酸根离子。冶金、水泥等工业，以及煤和石油燃烧的废气中，含有颗粒态的铬。 铬是人体必需的一种微量元素。正常人体内只含有 6-7毫克， 但对人体很重要，它广泛地分布于体内各个器官组织和体液中，主要 是在糖代谢中起作用。而且非常灵敏。每公斤体重只要给予 1微克的铬，就足以显示出它的生物功能。 若环境中含有大量的铬，则会造成污染，危害人体健康。铬有几种 不同的价态 ，三价铬和六价铬对人体健康都有害。一般认为六价铬的毒性强，更易被 人体吸收，而且可在体内蓄积，有致癌作用。曾经有报道这样描述铬矿冶炼的可怕情形。铬矿冶炼厂选址大多数是在人烟稀少的大山里面，冶
7、炼厂周围因为废水、废气与废物排放，原本茂盛的大树短短数天内就枯萎而死；冶炼所产生的废渣只能深埋地底，然而，六价铬却会像幽灵一样渗漏出来，对土壤、对地下水产生污染，深埋地点周围很多年都寸草不生 1。 在生活中，人们通过和含有铬元素的物体长期接触，导致铬中毒，例如，有些人购买了一些廉价的金属首饰佩戴，经过汗水的腐蚀 后，会挥发一些铬的毒素，造成皮肤过敏、溃疡，另外，还有一些廉价的不合格的不锈钢餐具，用手一摸就发黑，这种餐具使用后，短期虽然不会出什么问题，但是毒素会累积形成慢性中毒。而在工业生产中所产生的六价铬，则是通过水、空气和食物进入人体，特别是通过土壤被蔬菜吸收后进入人体，逐渐累积。在电镀铬的
8、生产中，镀铬溶液由于铬雾的挥发，铬酸浓度高，对大气和水源造成严重的污染。 面对环境污染造成的种种恶果以及人们对环境污染重视程度的逐步提高，为实现可持续发展目标，保护环境，我国中华人民共和国环境保护法和中华人民共和国清洁生 产促进法都对铬污染做出相关规定，国家还专门制定、颁布了关于加强含铬危险废物污染防护的通知、清洁生产标准电镀行业、电镀污染物排放标准 -2008)等一系列法律法规严格控制铬污染，足以看出国家对铬污染的重视 2。 测定铬的方法有很多，可以用二苯碳酰二肼光度法测定六价铬，也可以用等2 离子体质谱法（ ICP-MS）来测定铬。前者只能测定六价铬，测定不完全；后者存在 仪器昂贵、测定干
9、扰因素多、成本高等不足。在加上传统的前处理方法不同于其他混酸消解处理，国标方法在消解时用硫酸作为主要的消解剂，由于硫酸的共沸最高 温度为 317 3，在溶样过程中要将硫酸产生的 SO3赶尽较困难，又要用聚四氟乙烯坩埚，控温操作难度大，使得整个消解过程相当长，测定结果的准确性及样品的平行性都不好，常消解不彻底，且有一定的危险性。微波消解由于其消 解能力强，溶样时间短等显著的优点，在近年来得到了迅速的发展，本文通过微波消解法测定土壤总铬 4，验证实验室对本法的使用和掌握程度。 1 选题背景 随着社会经济和工农业的发展 ， 我国甚至全球许多国家面临严重的铬污染威胁 4。土壤铬污染已成 为人们普遍关注
10、的环境污染问题之一。铬污染对植物、动物和 人体具有 很大的生态风险和健康风险 ， 其具有潜在性、隐蔽性和长期性的特点 ， 一旦水体、土壤等被污染 ， 即使投入再大也 很难 恢复 4。因此 ， 土壤铬污染的研究及修复问题成为了当前国内外研究的难点和热点。本文对土壤总铬含量概况等方面研究进展进行了探究，为以后的研究工作提供参考。 2 实验内容 2.1 工作原理 采用盐酸 -氢氟酸 -高氯酸全分解的 方法，破坏土壤的矿物晶格，使试样中的待测元素全部进入试液，并且 在消解过程中，所有铬都被氧化成 重铬酸根 离子。然后，将消解液喷入富燃性空气 -乙炔火焰中。在火焰的高温下，形成铬基态原子，并对 铬空心阴
11、极灯发射的特征谱线 357.9nm产生选择性吸收。在选择的最佳测定条件下，测定铬的吸光度。 2.2 试剂 2.2.1 盐酸（ HCl）： 优级纯； 3 2.2.2 盐酸溶液， 1+1：用 2.2.1配制； 2.2.3 硝酸（ HNO3）：优级纯； 2.2.4 氢氟酸（ HF）： 优级纯； 2.2.5 高氯酸：优级纯。 2.2.6 10%氯化铵溶液：准确称取 10g氯化铵（ NH4Cl），用少量水溶解后全量转移入 100mL容量瓶中，用水定容至标线，摇匀。 2.2.7 铬标准储备液： 1000mg/L； 2.2.8 铬标准使用液： 100mg/L； 2.2.9 高氯酸：优级纯。 2.3 仪器和设
12、备 2.3.1 原子吸收分光光度计，带铬的空心阴极灯；微波消解仪；玛瑙研磨机等。 2.3.2 不同型号仪器的最佳测定条件不同，可根据仪器使用说明书自行选择。本型号主要使用的仪器参数，见表 1 表 1 仪器测量条件 序号 仪器编号 仪器名称 型号 仪器条件 备注 1 YQ004-01 原子吸收分光光度计 AA-6880F =357.9nm 为波长 测定波长：每 一种元素都有特定的波长，在元素选择的时候应注意一下方法所规定的波长。 2.3.3 微波消解的参数是根据微波消解仪的说明书来调节的，消解不同的元素有不同的消解时间和温度，本实验的消解参数，见表 2 表 2 微波消解仪升温程序 升温时间 （
13、min） 消解温度 （） 保持时间 （ min） 5.0 120 1.0 4.0 150 5.0 3.0 180 10.0 6.0 210 30.0 利用微波消解法加热快、升温高，消解能力强，溶样时间短，具有快捷，方便，消解更完全的特点。 4 2.4 干扰及消除 2.4.1 铬易 形成耐高温的氧化物，其原子化效率受火焰状态和燃烧头高度的影响较大，需使用富燃烧（还原性）火焰。 2.4.2 加入氯化铵可以抑制铁、钴、镍、钒、铝、镁、铅等共存离子的干扰。 3 样品采集和处理 3.1 采集与保存 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（自然风干或冷
14、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。用玛瑙研钵将通过 2mm尼龙筛的土样磨至全部通过 100目（孔径 0.149mm）尼龙筛，混匀后备用。 3.2 试样的制备 准确称取 0.2g（精确至 0.0002g）试样于微波消解罐中，用少量水润湿后加入 6mL 硝酸 （ 3.3）、 2mL 氢氟酸 （ 3.4） ，按照一定升温程序进行消解，冷却后将溶液转移至 50mL 聚四氟乙烯坩埚中，加入 2mL 高氯酸 （ 3.8） ，电热板温度控制在 150 ，驱赶白烟并蒸至内容物呈粘稠状。取下坩埚稍冷，加入盐酸溶液（ 3.
15、2） 3mL，温热溶解可溶性残渣，全量转移至 50mL 容量瓶中，加入 5mL 氯化铵溶液溶液 （ 3.5） ，冷却后定容至标线，摇匀。 注意 ： 由于土壤种类较多，所含 有机质差异较大，在消解时，应注意观察，各种酸的用量可视消解情况酌情增减；电热板温度不宜太高，否则会使聚四氟乙烯坩埚变形；样品消解时，在蒸至近干过程中需特别小心，防止蒸干，否则待测元素会有损失。 4 分析步骤 4.1 校准曲线 准确移取铬标准使用液 （ 2.2.8） 0.00、 0.50、 1.00、 2.00、 2.00mL 于 100mL5 容量瓶中，然后，分别加入 5mL 氯化铵溶液， 3mL 盐酸溶液，用水定容至标线，
16、摇匀，其铬的浓度分别为 0.50、 1.00、 2.00、 3.00mg/L。此浓度范围应包括试液中铬的浓度。 4.2 空白实验 用去离子水代替试样，采用和试液制备相同的步骤和试剂，制备全过程空白试液，并按与曲线相同条件进行测定。每批样品至少制备 2 个以上的空白试液。 4.3 测定 取 适量试液，并按与曲线相同条件测定试液的吸光度。由吸光度值在校准曲线上查得铬的含量。每测定约 10 个样品要进行一次仪器零点校正，并吸 入1.00mg/L 的标准溶液检查灵敏度是否发生了变化。 5 结果探究 5.1 标准曲线的绘制 取 5 支 100mL 比色管，铬标准使用液，按仪器测量条件由低到高浓度顺序测定标准溶液的吸光度。用减去空白的 吸光度与相对应的铬的浓度 （ mg/L） 绘制校准曲线。 表 2 标准系列溶液 管号 0 1 2 3 4 标准溶液浓度 mg/L 0.00 0.50 1.00 2.00 3.00 响应值， Abs -0.0001 0.0125 0.0244 0.0463 0.0696 注： x 值：标准溶液浓度，单位 mg/L； y 值：仪器响应值， Abs 所得回归方程 ： y=0. 0230x+0.0006， 相关系数 r=0.9998； 见图 1：
