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Henan University of Urban Construction 课程设计 （环境化学大作业） 系 别：环境与市政工程学院 专 业： 环 境 科 学 姓 名： 学 号： 指导教师 吴少杰10日 一、实验背景 平顶山市位于河南省中南部，矿产资源丰富。已探明各类矿藏57种，其中原煤储量103亿吨，是华东和中南地区最大的煤田，素有“中原煤仓”之称；盐储量2300亿吨，居河南省第一位，是我国第二大井盐产地；铁矿石储量6.6亿吨，占河南省储量的76.3%，是全国十大铁矿之一。平顶山工业基础雄厚。经过四十多年的发展，已形成以能源和原材料工业为主体，以煤炭、电力、钢铁、纺织、化工、机电、建材、食品等八大工业基地为支撑的新兴工业体系。平顶山的八大工业支撑都会或多或少的影响环境，我们这次主要研究的是煤炭燃烧挥发重金属在土壤——植物间的迁移转化。 土壤重金属污染对农作物、农产品等多方面产生重大影响。众所周知，植物在生长、发育过程中所必需的一切养分来自土壤，其中重金属元素（如Cu，Zn，Mo，Fe，Mn等）在植物体内主要作为酶催化剂。但是，如果在土壤中存在过量的重金属，就会限制植物的正常生长、发育和繁衍，以致改变植物的群落结构。如铜是植物生长必需的元素之一，但当土壤含铜量大于50μg/g时，柑橘幼苗就受到阻碍；含铜量达到200ug/g时，小麦会枯死，含铜量为250μg/g时，水稻也会枯死。重金属进入人体后，可与蛋白质、酶等发生强烈的相互作用，危害人体健康，并且这种危害初期不易被察觉，潜伏期较长。因此土壤中重金属富集将直接影响人的生活。大多数重金属在土壤中相对稳定且难以迁出土地，对土壤的物理化学性质及土壤生物学特性和微生物群落结构产生不良影响，从而影响土壤生态结构和功能的稳定性。 综上：重金属是土壤原有的构成元素，有些是植物、动物和人必需的营养元素。如Zn、Cu、Mo、Fe、Mn等，但由于含量的不同，可导致不同的效应，如果含量太低生物会表现缺乏症状，但过量就会造成污染事件。土壤一旦受到污染，近很难在短时间内除去，且重金属被植物吸收后，通过食物链进入人体并富集，最终可以达到有害的程度。近几十年，对土壤重金属污染方面的研究成为国际国内研究的热点与难点，治理土壤重金属污染就必须先了解重金属在土壤中的含量、存在形态，污染过程、迁移转化及影响因素等。所以我们这次的实验是非常有意义，不仅是理论得到深化，并且实践操作认知也得到进一步加强。 矿区煤矸石山重金属在土壤——植物间迁移转化 综合实验方案 一、实验小组划分 全班37人划分为6个小组，每组由6—7人组成，指定一个责任心较强的同学担任小组长。小组长负责协调本组课程设计任务全过程，包括本组实验计划制定；实验准备；任务分解分配；样品的采集；样品处理；室内分析测定；分析数据的记录、整理；本组分析报告的提交等。 二、本次课程实验的目的 1.了解土壤中重金属迁移转化和污染积累的一般规律； 2.掌握用火焰光度原子吸收分光光度计分析土壤重金属含量的方法； 3.提高环境化学实验分析能力和技术报告撰写能力。 三3 km外不受污染的土壤中取部分土样，作为参照背景值。在每个采样点采集15 cm左右的表层土壤，混合均匀后按四分法获取足量的样品装入塑料袋中，于实验室内自然风干，剔除植物残体和石块，磨碎，过100目筛，保存于玻璃广口瓶(封口袋)中，以备重金属元素测定用。 3．实验仪器和试剂的准备 实验仪器： （1）原子吸收分光光度计；（2）尼龙筛（100目）；（3）电热板；（4）量筒：100 mL；（5）高型烧杯：100 mL；（6）容量瓶：25mL、100mL；（7）三角烧瓶：100 mL；（8）小三角漏斗；（9）表面皿； 实验试剂： （1）硝酸、硫酸：优级纯。 （2）氧化剂：空气，用气体压缩机供给，经过必要的过滤和净化。 （3）金属标准储备液：准确称取0.5000 g光谱纯金属，用适量的1∶1硝酸溶解，必要时加热直至溶解完全。用水稀释至500.0 mL，即得1.00 mg 金属/mL标准储备液。 （4）混合标准溶液：用0.2%硝酸稀释金属标准储备溶液配制而成，使配成的混合标准溶液中镉、铜、铅和锌浓度分别为10.0、50.0、100.0和10.0 μg/mL。 原子吸收分光光度法测定条件： 4．实验步骤 (1)土壤样品的准备 a土样的采集：在粮食生长季节，从田间取回土样，倒在塑料薄膜上，晒至半干状态，将土块压碎，除去残根、杂物，铺成薄层，经常翻动，在阴凉处使其慢慢风干。风干土样用有机玻璃棒或木棒碎后，过2 mL尼龙筛