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。

用玛瑙研钵将通过2mm尼龙筛的土样研磨至全部通过60目（孔径0.25mm）尼龙筛，混匀后备用。

4.3样品前处理称取0.5～1g土样于50mL锥形瓶中，用水润湿加入10mL盐酸，盖上小漏斗，于通风橱内的电热板上低温加热，使样品初步分解，待蒸发至约剩3mL左右时，取下稍冷，然后加入5mL硝酸，在电热板上100～150℃微沸20min，取下稍冷，再加入5mL高氯酸，电热板上200～250℃左右加热，蒸发至近干，取下冷却，加（1+1）硝酸溶液4mL，在电热板上温热溶解残渣，冷却后移入50mL容量瓶中，冷却后用0.2%的硝酸溶液定容至标线摇匀，备测。

4.4 空白试验用去离子水代替试样，采用和样品前处理相同的步骤和试剂进行处理，制备1个空白溶液。

4.5 测定4.5.1分光光度法测定锌4.5.1.1试剂本标准所用试剂除另外说明外，均为分析纯试剂，实验中均用不含锌的水。

（1）无锌水：将普通蒸馏水通过阴阳离子交换柱以去除水中锌。

（2）四氯化碳（CCl4）。

（3）盐酸：1.18 g/mL（4）6mol/L盐酸：取100mL 盐酸(5.2.2)用水稀释到600mL。

（5）2mol/L盐酸：取100mL 盐酸(5.2.3)用水稀释到600mL。

（6）盐酸0.02mol/L 溶液：取10mL 盐酸(5.2.4)溶液用水稀释到1000mL（7）乙酸（CH3COOH）（8）氨水（NH3 H2O）：ρ=0.90g/mL。

（9）1+100氨水溶液：取10mL氨水（8）用水稀释至1000mL。

（10）乙酸钠缓冲溶液：将68g三水乙酸钠（CH3COONa•3H2O）溶于水中，并稀释至250mL。

另取1份乙酸与7份水混合。

将上述两种溶液等体积混合。

混合液再用0.1%双硫腙四氯化碳溶液重复萃取数次，直到最后的萃取液呈绿色，然后再用四氯化碳（2）萃取以除去过量的双硫腙。

（11）硫代硫酸钠溶液将25g无水硫代硫酸钠（Na2S2O3•5H2O）溶于100mL水中，每次用10mL，0.1%双硫腙四氯化碳溶液萃取，直到双硫腙溶液呈绿色为止，然后再用四氯化碳（2）萃取以除去过量的双硫腙。

（12）双硫腙：0.1%（m/V）四氯化碳溶液称取0.25g双硫腙（C13H12N47S）溶于250ml四氯化碳（2），贮于棕色瓶中，放置在冰箱内。

如双硫腙试剂不纯，可按下述步骤提纯：称取0.25g双硫腙于100mL四氯化碳中滤去不容物，滤液置分液漏斗中，每次用20mL （1+100）氨水提取5次，此时双硫腙进入水层，合并水层，然后用6mol/L盐酸中和。

再用250mL四氯化碳（2）分三次提纯，合并四氯化碳层。

将此双硫腙四氯化碳溶液放入棕色瓶中，保存于冰箱内备用。

（13）双硫腙：0.004%（m/V）四氯化碳溶液：吸取40mL 0.1%双硫腙于1000mL 容量瓶中。

（14）锌标准贮备液称取0.1000g锌粒（纯度99.9%）溶于5mL，2mol/L盐酸中，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至标线，此溶液每毫升含1000ug锌。

（15）锌标准溶液取锌标准贮备溶液（14）10.00mL置于1000mL容量瓶中，用水稀释至标线，此溶液每毫升含1.00ug锌。

4.5.1.2 仪器分光光度计：光程10nm或者更长的比色皿分液漏斗：容量为125和150mL。

最好配有聚四氯乙烯活塞。

玻璃器皿：所有玻璃器皿先后用1+1硫酸和无锌水浸泡和清洗。

4.5.1.3 实验步骤（1）显色萃取①标准溶液的萃取分别取0、0.5、1、2、3、4mL锌标准溶液加入到60mL分液漏斗中，加适量无锌水补充到10mL，加入5mL乙酸钠饱和溶液和1mL硫代硫酸钠溶液混匀，再加10mL双硫腙四氯化碳溶液，振摇4min，静止分层后，将四氯化碳层通过少许洁净脱脂棉过滤到10mm比色皿中。

②样品萃取取一定量(含锌量在0.5~5g 之间)土壤消解样品，置于50mL 分液漏斗中加入5mL 乙酸钠缓冲溶液及lmL 硫代硫酸钠溶液混匀后再加10.0mL 双硫腙四氯化碳溶液(13)振摇4min，静置分层后将四氯化碳层通过少许洁净脱脂棉过滤到10mm 比色皿中。

（2）测定立即在535nm 的最大吸光波长处测量溶液的吸光度，采用10mm光程长的比色皿，参比皿中放入四氯化碳(注意第一次采用本方法时应检验最大吸光波长，以后的测定中均使用此波长)，由测量得吸光度扣去空白试验吸光度之后从校准曲线上查出测量锌量然后按公式计算样品中锌的含量。

（3）空白试验取同样体积的无锌水代替试样，与试样在相同条件下同时进行测定。

4.5.1.4 计算测量得吸光度扣去空白试验吸光度之后，根据校准曲线计算出锌的含量。

然后按下列公式计算样品中锌的浓度c（mg/L）。

c = 50m/MV式中：m——从校准曲线上求得锌量，μgM——称取土壤的重量，g4.5.1.5 实验室内质量控制将测定的平行样数据进行分析，以实现实验室内质量控制要求（包括数据的取舍，有效数据的保留等）。

4.5.2 分光光度法测铜4.5.2.1试剂和材料本标准所用试剂除非另有说明，分析时均适用符合国家标准的分析纯化学试剂，实验用水为新制备的去离子水或蒸馏水。

（1）硫酸(H2SO4)：ρ20=1.84g/mL，优级纯。

（2）硝酸(HNO3)：ρ20=1.40g/mL，优级纯。

（3）氯仿(CHCl3)。

（4）甲醇(CH3OH)：99.5%（V/V）。

（5）100g/L盐酸羟胺溶液：将50g盐酸羟胺(NH2OH·HCl)溶于水并稀释至500mL。

（6）375g/L柠檬酸钠溶液：将150g柠檬酸钠(Na3C6H5O7·2H2O)溶解于400mL水中，加入5mL盐酸羟胺溶液(5)和10mL 2,9-二基甲-1,10-菲啰啉溶液(8)，用50mL氯仿(3)萃取以除去其中的杂质铜，弃去氯仿层。

（7）氢氧化铵溶液，c（NH4OH）= 5mol/L：量取330mL氢氧化铵(NH4OH：ρ20=0.90g/mL)，用水稀释至1000mL，贮存于聚乙烯瓶中。

（8）2.0g/L 2,9-二甲基-1,10-菲啰啉溶液：将200mg 2,9-二甲基-1,10-菲啰啉(C14H12N2·1/2H2O)溶于100mL甲醇(4)中。

这种溶液在普通贮存条件下，可稳定一个月以上。

（9）铜标准储备溶液，0.2mg/mL：称取0.2000±0.0001g抛光的电解铜丝或铜箔(纯度99.9%以上)，置于250mL锥形瓶中，加入(1+1)硝酸(2) 20mL 加热溶解后，加入(1+1)硫酸(1)10mL并加热至冒白烟。

冷却后，加水溶解并转入1000mL容量瓶中，用水稀释至标线并混匀。

（10）铜标准使用溶液Ⅰ，20.0μg/mL：吸取10.0mL铜标准溶液(9)置于100mL容量瓶中，用水稀释至标线并混匀。

（11）铜标准使用溶液Ⅱ，2.0μg/mL：吸取10.0mL铜标准溶液(10)置于100mL容量瓶中，用水稀释至标线并混匀。

（12）乙酸-乙酸钠缓冲液：将100g三水合乙酸钠溶于适量水中，再加入6mol/L的乙酸溶液13mL，定容至500mL，混匀。

此溶液的pH值约为5.7。

4.5.2.2仪器和设备分光光度计：配有光程10mm比色皿。

60mL锥形分液漏斗：具有磨口玻璃塞，活塞上不得涂沫油性润滑剂。

25mL容量瓶。

4.5.2.3干扰及消除在被测溶液中，如有大量的铬和锡、过量的其他氧化性离子以及氰化物、硫化物和有机物等对测定铜有干扰。

加入亚硫酸使铬酸盐和络合的铬离子还原，可以避免铬的干扰。

加入盐酸羟胺溶液，可以消除锡和其他氧化性离子的干扰。

通过消解过程，可以除去氰化物、硫化物和有机物的干扰。

4.5.2.4分析步骤(1)标准曲线的绘制准确吸取5μg/mL铜标准溶液0、0.5、1.0、2.0、3.0、5.0mL，于25mL比色管中，加水至15mL，依次加入盐酸羟胺溶液1.5mL，柠檬酸钠溶液3mL，乙酸-乙酸钠缓冲液3mL，2,9-二基甲-1,10-菲啰啉溶液1.5mL，混匀，加水至标线，充分混匀，静止5min。

以试剂空白为参比，用10mm比色皿于457nm处测定吸光度。

(2)样品的测定取适量消解液于25mL容量瓶中，以下按标准曲线步骤操作。

4.5.2.5空白试验取同样体积的无铜水代替试样，与试样在相同条件下同时进行测定。

4.5.2.6 结果计算测量得吸光度扣去空白试验吸光度之后，根据校准曲线计算出铜的含量，然后按下列公式计算样品中铜的浓度c（mg/L）。

c = 50m/MV式中：m——从校准曲线上求得铜量，μgM——称取土壤的重量，g计算结果以两位小数表示。

4.5.3 实验室间质量控制将测定的平行样数据进行分析，以实现实验室内质量控制要求（包括数据的取舍，有效数据的保留等）。