有色金属元素分析

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有色金属元素分析范文第1篇

【关键词】：有色金属；化学污染；海洋环境危害

【引言】：我国的经济正在快速发展，工业更是蒸蒸日上。但伴随而来的是大量的工业废水。工业废水中含有大量的重金属，使得我国水体的重金属污染愈加严重。如何对含有重金属的废水进行无害化处理，如何将重金属从废水中分离出来是一项富有挑战性的课题。含有重金属的废水在排放前必须经过处理。因此要做到将重金属废水的无害化处理和资源化利用相结合，处理废水的同时将资源进行回收利用。

1有色金属化学污染及其危害

海洋有色金属污染，是指一些比重大的金属经过各种途径流入海洋造成的污染，主要的污染物有汞、镉、铅、锌、铜等。海洋有色金属污染包括自然界当中不可避免的因素，但是更为严重的确是人类活动造成的污染，主要以工业废水和废物的形式流入海洋，包括工厂废水、生产污水、矿山废水、重金属农药以及煤炭等燃烧放出来的有色金属，通过降水等进入海洋。植物和动物体内积累一定比重的有色金属，对其本身没有十分明显的危害，但是人类食用了以后确是有毒的，甚至是致命的。

现如今，在工业和农业生产中，铅锌汞镉铜等有色金属的使用越来越广泛，对海洋造成的污染日益加重。同时由于海水含有丰富的矿物质，在海洋化学资源开发的过程中也使用了大量的吸附剂，如硫酸铅、方铅矿、碱式碳酸锌等，都会通过化学反应替换海水中的有用物质。显而易见，这些吸附剂本身就含有有色金属元素，排入海水也会造成有色金属污染。

据计算，全球每年排入海水当中的汞在过去100年间，人为排放导致全球洋面下100米深的海水中汞含量增加了一倍。在更深的水域，汞浓度增加了25%，人们吃了受污染的鱼类，等同于直接食汞，因此恼飧鼋嵌壤此担水环境也是人类健康的重要环节。如，经常吃含有汞的鱼虾等，就会得水俣病。长期接触镉化合物，就会出现神经质、倦怠乏力、头疼恶心等症状。镉还能破坏人的心脏，造成骨骼中钙含量的降低，形成易脆骨骼；铅主要损害造血、神经、消化和心血管系统，进一步引起身体功能的衰竭

2有色金属矿山重金属废水深度处理技术

2.1电化学法技术分析

对于电化学法而言，主要是在电场作用下金属电极所产生阳离子进入水体的现象，在整个过程中会发生一系列的物理化学反应，通过电化学原理的处理及运用，可以实现有色金属矿山重金属废水的科学处理。例如，在废水处理的过程中，通过投加药剂可以实现沉淀法―污泥回流技术，实现对重金属废水的处理。在水质波动的状态下，由于加药存在着一定的不可控因素，所以，当发生重金属元素Cd、As无法达标的情况，需要在原有工艺技术分析的基础上，采用电化学法的处理方式，使监测技术得到稳定控制，并提升运行效果，减少了河流污泥生产量。因此，在水质波动的状态下，可以采用电化学法减少河流污水的产生量，并阻止电极反应分析的发生，但是，在该种技术运用中，会严重影响工艺的整体效果，从而造成电耗相对较高的问题。

2.2生物制剂法技术

生物制剂作为一种富含羟基、羧基的胶态物质，其中的羟基中的氧原子外层电子为sp3杂化状态，而且，当生物制剂的pH值在3～4的范围内时，会诱导生物配位并形成胶团，因此，在这种溶解度分析中，其含有多种元素的非晶态化合物，实现重金属的有效脱离。在生物制剂标准提升的背景下，原有的工艺处理技术发生了一定的转变。例如，在生物制剂法运用中，通过生物制剂―石灰三段法的运用，可以有效提升金属指标的去除效率，其整体效率可以达到90%，通过生物制剂方法运用分析，可以有效提升重金属的浓度，减少环境二次污染因素的发生。但是，在生物制剂投加量控制中，会造成投药的浪费，而且，该生物制剂的成本相对较高，在某种程度上严重制约了生物制剂工艺的优化发展。

2.3植物修复法

植物可以吸收养分，沉淀杂质，富集土壤，植物修复法正是利用这些植物的特性来净化被污染的土壤，地表水也可以降低重金属的含量，最终使污染得到治理，环境得到修复。此方法节约能源，提高能效，在处理重金属污染的同时有效的控制了温室气体的排放。植物修复法主要由三部分组成：（1）从水中吸取重金属离子，进行富集和沉淀；（2）降低重金属离子的活性，有效的组织重金属随介质渗透到地下或随空气进行扩散；（3）将土壤或地表水中的有毒重金属萃取出来，集中到可收割的根部或枝干部分，操作人员通过移除积累了大量重金属的植物来达到降低土壤、空气、地表水中的重金属浓度。

2.4新型金属捕集剂

重金属捕集剂可采用二烃基二硫代磷酸的铵盐、钾盐或钠盐，活性基团（给电子基团）为二硫代磷酸。因活性基团中的硫原子电负性小、半径较大、易失去电子并易极化变形产生负电场，故能捕捉阳离子并趋向成键，生成难溶于水的二烃基二硫代磷酸盐。当捕集剂与某一金属离子结合时，均通过其结构中的2个硫与烃基及磷酸根和金属离子形成多个环，故形成的化合物为螯合物，并具有高稳定性。

2.5离子交换树脂吸附技术

对于离子交换技术而言，其作为离子树脂以及废水中的重金属离子交换控制中，可以通过对废水重金属的合理选择，实现对污水合理控制。而且，在离子交换树脂法技术运用的同时，可以对有色金属矿山含重金属进行深度处理，并在某种程度上有效去除低浓度的Cu2+、Cr（Ⅵ）等重金属离子，在整个治理的过程中也并不会产生污泥，从而实现优质重金属的合理回收。但是，在离子交换树脂吸附法分析中，由于树脂价格相对昂贵，且吸附饱和后需要解析，解析废液很难处理。因此，在水质分析以及选择中，需要认识到其中存在着限制性因素，为离子交换技术的妥善处理提供良好支持。

结语

随着重金属污染愈发严重，人类已经严重的危害了自身生存的环境。人类已经意识到了重金属污染的危机，加强了对重金属处理的研究，利用化学、物理、生物等多种技术，并用计算机进行辅助开发新技术，形成了各种工艺，提高效率、减少能源消耗，扬长避短，推动重金属的无害化处理和资源再利用，实现重金属废水的回收再利用。

【参考文献】：

有色金属元素分析范文第2篇

关键词：植物；重金属；含量；标准；污染

随着现代工业及科学技术的发展，环境污染加剧，各种污染问题越来越严重，而重金属污染也是最大污染源之一。土壤是一种极为重要、富有生命的有限资源，它处于自然环境的中心位置，承担着环境中大约90%的来自各方面的污染物。因为土壤资源大量的开发利用，化学产品的使用和污泥污水的农用，重金属不断积累在土壤中，这不仅影响土壤本身，还会通过土壤-植物系统将重金属转移到植物中，进而通过食物链进入到动物及人体中，危害其健康[1-3]。因重金属在土壤-植物生产污染的过程具有长期性、隐蔽性和不可逆性的特点，一旦通过食物链进入生物体内，就难以排出[4，5]。文章以云南曲靖某有色化工企业的周边绿色植物和曲靖某农贸市场的蔬菜为研究对象，采集了植物和蔬菜样品共9份，分别测定各植物样品中Cr、Cu、Fe、Zn、Mn、Pb、Cd 7种重金属的含量，对该地区周边土壤受重金属影响的程度和对该地区的环境质量进行评价。

1 实验部分

1.1 植物样品的采集和测定方法

1.1.1 植物样品采集

（1）采集对象：曲靖某有色金属冶炼业为主的化工企业的周边绿色植物和曲靖某农贸市场的蔬菜。

（2）采集方法：化工企业周边的蒿子、野葵花植株和菠菜连根采集，卷心菜、大豆叶、青菜采集其茎叶部分，并装袋；到农贸市场采购菠菜、青菜、卷心菜。

（3）采集数量：考虑到植物烘干后体积有较大的缩小且防止实验过程意外情况发生，每个样品都采集了约500g。

1.1.2 植物样品风干、制备和保存

采集的植物样品必须进行规范处理后才能进行测定分析，植物样品的处理按照以下步骤进行：

（1）去除采集回的植物样品上的杂物，用清水仔细洗净。

（2）将植物样品置于洁净塑料纸上摊成薄层，于室外通风晒干。

（3）样品晒干后再用烘箱于50℃烘至恒重，将其用研钵研细，用80目孔径筛子筛滤，将滤出的细粉末密封袋中置于干燥器中待用，样品袋上贴上标签，注明样号、采样地点。

1.1.3 样品测定方法

本研究是用硝酸-高氯酸消化各植物样品后，用TAS-990F火焰原子吸收分光光度计对植物样品金属含量进行测定。

1.2 标准系列液的制备

（1）标准系列储备液的制备

AAS储备液的浓度均为lmg・mL-1。

（2）标准溶液配制

分别向100mL容量瓶中移入10mL上述各标准储备液，加入5滴6mol・mL-1的盐酸，用二次蒸馏水稀释至刻度线，各元素标准溶液如上依次配制。

（3）标准系列液配制

向100mL容量瓶中用量管分别移入1mL、2mL、3mL、4mL、5mL上述标准溶液，用二次蒸馏水稀释至刻度线，各元素标准系列溶液如上依次配。

1.3 实验样品的制备

用电子天平准确称取2.000g各已研细的样品于50mL洁净的烧杯中，每个样品平行称取两份。各样品中加入24mL混酸（HNO3：HClO4=5：1），加盖玻璃盖浸泡过夜，再置于50℃电热板上消解，消解至白烟散尽消化液样品略呈浅黄色（若消化液呈棕黑色，使其冷却后加混合酸继续消解），当烧杯中溶液剩余1mL时停止加热，然后冷却，用蒸馏水润洗烧杯多次，完全滤入50mL的容量瓶中，用润洗溶液和蒸馏水定容至刻度线，混匀，同时作空白对照。各样品平行处理两份。

1.4 样品测定

标准工作曲线的绘制：

根据实验要求，将上述配制的7种元素的标准系列液用TAS-990F火焰原子吸收分光光度计测定其吸收值，以各个元素浓度含量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制各元素工作曲线。

在仪器操作方法与绘制标准曲线相同条件下，直接在标准曲线上查得Cr、Cu、Fe、Zn、Mn、Pb、Cd各植物样品试液的浓度，植物样品中污染物的检测结果规定用mg/kg。

含量（mg/kg）=CV/m

式中：C-从标准曲线上查得元素的质量浓度，μg/mL；m-称量植物样品质量，g；V-植物样品试液的总体积，mL。

2 结果与讨论

2.1 样品中各重金属测试结果

在选定仪器工作条件下，用TAS-990F火焰原子吸收分光光度计测定样品中重金属元素浓度含量，实验结果见表1和表2。

根据表2各蔬菜样品（干重）重金属含量测定结果换算出其鲜重时的重金属的含量，其结果如表3所示。

2.2 重金属含量的分析

（1）由以上研究结果可知，同一种类植物和蔬菜对不同的重金属元素的富集能力不同：

a.蒿子和野葵植株Fe>Mn>Zn>Cd>Pb>Cu>Cr；

b.大豆叶Fe>Zn>Mn>Cd>Pb>Cr>Cu；

c.青菜Fe>Zn>Cd>Pb>Mn>Cr>Cu；

d.菠菜Fe>Zn>Cd>Mn>Pb>Cr>Cu；

e.卷心菜Fe>Zn>Mn>Cd>Cr>Pb>Cu；

f.农家青菜Fe>Mn>Cd>Zn>Cu>Pb>Cr；

g.农家卷心菜Fe>Mn>Cd>Zn>Pb>Cu>Cr；

h.农家菠菜Fe>Zn>Mn>Cd>Pb>Cu>Cr。

（2）不同种类的植物和蔬菜对同一种重金属元素的富集能力也不同，蒿子、大豆叶、农家菠菜对Fe的富集能力较强；菠菜、卷心菜、大豆叶对Zn的富集能力较强；蒿子、野葵植株、卷心菜均对Mn、Pb的富集能力较强；青菜、卷心菜、蒿子对Cd的富集能力较强；野葵植株、青菜、菠菜对Cr的富集能力较强；野葵植株、蒿子、大豆叶对Cr的富集能力较强。

（3）蔬菜中重金属Cr、Cu、Fe、Zn、Mn、Pb、Cd 7种元素均有积累，其中Cu、Zn含量较低，远低于标准限量值，且为蔬菜生长必需元素，不会对人体健康产生危害。部分蔬菜中Fe、Mn、Pb、Cr、Cd含量超过食品卫生标准，所测6种蔬菜样品中Cd含量均严重超标，对比国家食品卫生标准，蔬菜样品中的Pb、Cd含量高于Fe，较易被生物富集。

（4）有色化工企业的周边绿色蔬菜中Pb、Cd、Cr含量均高于农贸市场的蔬菜。众所周知，蔬菜中的重金属主要来源于整个生命周期过程中土壤、水和大气环境中重金属，有色化工企业的周边绿色蔬菜主要来源于该郊区蔬菜生产基地，由大气沉降物和污水排放中带入的Pb、Cd、Cr污染物也在不断增加，所以尽管所测结果Fe是易被蔬菜吸收富集的元素，但蔬菜中Pb、Cd污染超标现象更为严重。

3 结束语

通过对以植物和蔬菜9种样品的测定结果分析和评价表明，对于农贸市场所测的白菜、菠菜、卷心菜样品中Pb、Cd含量均远高于标准限量值，白菜和卷心菜中Fe、Mn含量略高，其可能受农用化肥、农药喷施和污水灌溉影响较大。

有色化工企业的周边绿色蔬菜和植物中重金属含量均偏高，其周边蔬菜中Pb、Cr、Cd的含量严重超过食品卫生标准，其他元素都有不同程度的超标。一般情况下，若元素间的含量显著相关，说明它们出自同一污染源的可能性较大，该化工企业化工生产过程中排放的各类废弃物对其周边环境造成了一定程度的污染。

参考文献

[1]郑喜坤，鲁安怀，高翔，等.土壤中重金属污染现状与防治方法[J].土壤与环境，2002，11（1）：79-84.

[2]夏利亚，米俊卿.土壤重金属污染及防治对策[J].能源环境保护，2011，25（4）：54-58.

[3]吴广枫，许建军，石英.农产品质量安全及其检测技术[M].北京：化学工业出版社，2007：80-81.

[4]王维岗，亚库甫江.环境中重金属污染物来源和毒理作用[J].新疆农业科技，2002，2：39-40.

有色金属元素分析范文第3篇

关键词：食品 重金属 检测方法

1、引言

所谓重金属就是相对原子的密度在 以上的金属，如Cu、Pt、Zn、Ni、Co、Cd、Cr、Hg、Bi、等。一般情况下，重金属在自然界中物品的浓度不会达到危害人类以及其他生物的程度，但是伴随着工业化在人类社会的不断的发展，在工业化的生产中，会有大量的有毒有害的重金属元素随着废弃物的排放进入大气、水和土壤中，如土壤及水中铅、汞、镉、铬等不断增加，这些重金属元素如果控制在一定范围内不会影响生态环境，但是一旦其含量超标就会引起对环境的污染。当我们所食用的粮食、蔬菜在这样的环境中成长时，这些粮食作物中也会含有了重金属元素，一旦人们食用了这些食物，这些重金属就会在人们身体中积累，当人体中累积的重金属元素到一定的程度，机会危及人身健康，使人造成重金属中毒。“粮食是人生存之本”关注食品安全对人类健康至关重要。因此，对于食品中的重金属进行认真、准确的检测是一项利国利民的大事[1]。

2、几种主要重金属的危害

2.1.重金属Hg（汞）的危害

重金属Hg又被称为水银，在自然界中的存在形式主要有金属单质汞、有机汞和无机汞三种。汞及其化合物在我们的化工业中应用十分的广泛，有机汞中毒是汞中毒最主要的形式，手指、口唇和舌头麻木是该重金属中毒患者最主要的表现，除了这些之外中毒患者还会说话不清、视野缩小、及神经系统遭受严重的损害，汞中毒深的患者还极有可能发生瘫痪使患者肢体变形以及吞咽困难等症状，更甚至还会造成死亡。

2.2.重金属Cd（镉）的危害

Cd是一种银白色有光泽的金属，原子序数为48，元素周期表中属ⅡB族金属元素。镉元素在自然界中分布广泛，其初级的产区主要在亚洲。镉元素不是人身体的必需元素，人体内的镉元素主要来自于人引用的水食用的食品，镉元素不易被肠道吸收，但可经呼吸被体内吸收，食用这些物品会使得镉元素在人体内积累。人体内的镉主要积累在肾脏和肝脏中，镉中毒主要表现在对骨骼、肾功能和消化系统的损伤。大量的研究显示人体内的镉及其化合物含量超标会导致突变，并且还具有一定的致畸和致癌作用。另外，镉会对刺激呼吸系统，长期的处在这样的环境中会使得嗅觉功能丧失、牙龈出现黄斑，还可能导致骨质的疏松以及软化。日本就曾经因为镉中毒出现“痛痛病”，后果十分严重。

2.3.重金属Pb（铅）的危害

铅是银白色的金属，十分柔软，用指甲轻轻在其表面划刻就能划出痕迹。因为用铅可以在白纸上划出痕迹，在古代常用其做笔，这就是“铅笔”的由来。在现代工业中铅的重要的用途是制造蓄电池，并且铅的化合物的种类很多，颜色各异，因此铅还用于制造颜料、釉料等。铅中毒是一种蓄积性中毒，近几年来，随着工业的迅猛发展，铅污染日趋严重，已经对人们的健康造成了极大的影响。铅元素在人体内的含量如果超标，就会损伤神、经造血及肾脏系统。智力低下、反应迟钝、贫血等一直是铅中毒患者的最常表现症状。铅元素对于以及幼儿的发育造成的危害尤为严重，幼儿期的铅中毒会造成幼儿发育的迟缓，多动症等。

2.4.重金属As（砷）的危害

砷是一种化学性质类似于金属类金属元素，无机砷和有机砷是砷化合物主要形式，砷的硫化物矿自古以来被用作颜料和杀虫剂、灭鼠药。砷可以抑制人体内很多酶的功能，从而干扰细胞的呼吸以及繁殖，对人体体内的新岑代谢造成了极大的影响。砷中毒有急性中毒和慢性中毒。急性砷中毒主要是对胃肠的影响，使胃肠产生炎症，砷中毒可使得中毒的患者中枢神经系统麻痹，严重情况下患者常有七窍流血的现象更甚者可导致死亡。慢性砷中毒会造成皮肤的色素沉着，皮肤末梢神经炎的症状，还可能导致神经衰弱，现在砷金属及砷化合物已被确认可能会引起癌症[2]。

3、我国重金属污染现状

目前我国重金属的污染的现状令人堪忧，被污染的耕地面积达到2千万公顷，我国耕地总面积是18亿亩，污染的耕地达到了了我国耕地总面积的20%，土地的污染不仅破坏了生态环境，还造成了对植物的污染，这也间接导致了食物品中含有了重金属元素，使得食物的品质不断的下降。我国每年减产1千多万吨的粮食，这些都是由于重金属污染而引起的，合计损失的人民币最少是200亿。并且，由土地污染引起的农产品质量安全问题令人堪忧，由此导致的也是逐年的增加，这不仅危害了人民群众的身体健康，还对社会的稳定造成了严重的影响。

4、重金属检测方法

对于食品中的重金属元素检测方法主要有下面几种：

第一种方法是原子吸收光谱法，这一方法的检测原理是食品中的自由原子由于共振会对特征辐射光进行吸收，并通过对于对测量原子吸收辐射光的量，来测量食品中的重金属元素的含量。

第二种方法是紫外可见分光光度法，该方法的检测原理来自某些分子或者是原子会与待测重金属发生络合反应，产生络合物，络合物一般是有色金属化合物，通过对所显现出来的颜色深度进行辨析，我们就可以得出对应元素含量.

第三种常见的方法是原子荧光光谱法，该方法利用的是特定频率的辐射波，这种辐射能激发食品中重金属元素的原子蒸汽另其产生荧光，通过对荧光的强度进行测量就能够得到食品中相应重金属元素的含量。

第四种方法就是X 射线荧光光谱法，这一种方法通过测量食品中重金属元素对X射线的吸收吸收情况来获得重金属元素的含量。

第五种方法是电感耦合等离子体质谱法，这一种方法是对重金属的同位素进行分析得出重金属的含量，这一方法优点是线性范围广、分析速度快、灵敏度高，并且还能够分析对同位素进行示踪研究[3]。

5、总结

保证食品安全是利国利民的大事，关乎千家万户健康，因此需要引起广大人民群众的关注。当然，要解决食品中的重金属问题首先要做的就是对重金属污染的排放进行严格的控制，其次要完善环境保护法，加强重金属污染的监督机制，确保食品的安全。

参考文献

[1]戴花秀.浅谈食品中常见的重金属污染途径及检测方法[J].科技论坛，2011（9）：18-19.

有色金属元素分析范文第4篇

关键词：非常规化探 地质勘查 隐伏矿

中图分类号：P2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（a）-0086-02

随着我国国民经济的持续高速发展，对矿产资源的消耗量不断增长，现有的矿床的资源已经越来越不能满足日益增长的需求；同时，由于矿产勘查程度的逐年提高，露头矿和浅表矿愈来愈少，找矿方向不断向深部空间延伸；现代科学技术的迅猛发展，使找矿工作面临着新理论、新技术和新方法的创新、应用。在这种背景下，隐伏矿体预测理论与方法已经成为当前成矿学和矿产勘查学研究的热点。

岩石、土壤、水系沉积物测量等勘查地球化学的常规方法，经过几十年的实践，已充分证实了其实用性和重要性，随着找矿方法技术的不断发展和提高，一些针对于隐伏矿体勘查的非常规地球化学方法开始应用于矿产勘查，如综合气体测量方法技术（汞气测量、氡气测量、轻烃测量等）、地下纳米级物质测量方法技术、金属活动态测量、应用偏提取技术评价金异常及寻找金掩埋矿体的方法、隐伏矿勘查中某些地电化学方法技术、寻找隐伏矿的水化学方法和水电化学测量方法技术、多子样面型岩石测量方法、区域化探异常推断解释的计算机技术、七种痕量元素现场快速分析方法等，其目的是在隐伏区找大型、特大型甚至巨型矿床时，可以大大降低成本，减少风险。此外，针对特殊覆盖区进行了有关方法研究，如黄土覆盖区、森林沼泽区、玄武岩覆盖、运积物覆盖区区域化探工作方法与异常追踪方法。

1 非常规化探方法及其应用

1.1 汞气测量

汞为亲硫元素，在热液阶段以自然汞和汞化合物的形式存在于Cu、Pb、Zn、Mo、Fe等硫化物中，或伴随挥发性组分扩散、渗滤到岩石、矿物的裂隙或包裹体中，形成汞的原生分散晕。在表生条件下，含汞的金属硫化物能够通过氧化还原作用释放出HgO或汞的氯化物，由于和可溶性汞的卤化物，在地下温度、压力增高的情况下，促使汞随水蒸气、地下水沿裂隙向地表迁移，特别是气态汞的穿透能力比溶液强很多。HgO和含汞溶液在迁移过程中，易被矿床上方围岩、土壤吸附（粘土、铁锰胶体、有机质吸附），同时形成壤中汞气。在一定条件下，壤中汞气和吸附相态汞保持复杂的平衡关系，二者对深部矿体的赋存位置均有一定的指示作用。根据HgO及汞化物的热释峰温度，采用温控热释测量土壤中与矿有关的叠加价态汞（HgO及部分HgCl），来示踪隐伏矿体。20世纪60年代初，原子吸收分析技术应用于汞的测定，标志着超微量汞的分析技术取得了关键性突破。

中国的测汞找矿方法始于1970年，经过近40年的发展目前已趋成熟。近年来越来越多找矿实例已清楚的表明，汞气找矿方法对于寻找贵金属、有色金属隐伏矿都是行之有效的，特别是对于隐伏矿床，汞气化探方法有其独特的找矿效果。如刘树田验证了该方法是寻找隐伏矿体的有效方法之一；王国华利用壤中汞气测量在西天山高寒山区寻找隐伏矿，效果良好；曾志方在湖南青京寨、三德堂金矿应用壤中气汞量测量找金，效果显著。目前，笔者在前人的基础上，已开发出一套纳米汞气测量设备，使汞气测量的野外捕获率和室内释放率均达到85%以上，在赣东北、赣西北、赣西、赣南、广西等地多个矿区开展了找矿工作，都取得了较好的效果。

1.2 金属活动态测量

金属活动态测量是在偏提取方法上发展起来的一种利用金属元素活动态组分来强化深部矿化信息的找矿方法。在表生条件下，金元素的存在形式有（程志中等，2002）：（1）水溶性盐类（包括游离离子及可溶性络合物）。（2）胶体形式或被胶体吸附。（3）被粘土矿物吸附或呈可交换的离子态存在于粘土矿物之中。（4）有机络合物及被有机质表面吸附。（5）游离自然金。（6）被铁锰氧化物吸附或包裹；（7）碳酸盐包裹。（8）与硫化物结合。（9）硅酸盐晶格或缺陷中的金属。在这些存在形式中，（1）、（2）、（3）、（4）、（6）五种存在形式称为活动态。用土壤金属活动态来探测深部矿化信息的研究，正引起国内外勘查地球化学家的重视，他们认为在金属矿产及其围岩中，与矿有关的超微细金属、金属离子或化合物含量相应增多，并会在营力作用下（地下水、电场、地气流、蒸发作用、浓度梯度、毛细管作用等），向上迁移到达地表，被上覆土壤或其他疏松物，如可溶性盐类、胶体、粘土、氧化物和有机质的地球化学障所捕获，在原介质含量的基础上形成活动态叠加含量，用适当的萃取剂将这些元素叠加含量提取出来，从而达到寻找土壤下伏隐伏矿的目的。目前该方法广泛应用于我国高山草甸区、干旱地区和森林沼泽区等特殊景观条件。金属元素活动态提取方法（MOMEO）经过多年的实践，已经开始走向成熟，在矿产勘查中发挥着重要的作用，取得了明显的效果。笔者曾在赣西北铜矿区、赣东北金矿区进行过相关方法试验性研究，取得了理想的效果，发现本地区Au元素的有机态都能很好的示踪矿化信息。

其他的学者也做了大量的实验和研究，并取得了不错的效果。如徐景银的研究显示在白云山矿区，元素活动态测量，水提取相、粘土吸附相、有机相和氧化物相中，Cu、Ag、Au都有异常显示。白金峰使用改进后的金活动态分析方法并在东北高寒森林覆盖景观某金矿区进行实验，结果表明，有机结合相的异常强度最大，是在该景观条件下寻找隐伏矿的最有利相态。文雪琴用金属活动态提取法在广西与山西黄土区进行试验研究，发现金的粘土结合态、有机物结合态和铁锰氧化物结合态异常清晰地反映在矿体上方；而在雨量充沛的广西红壤区，金的水提取态和铁锰氧化物结合态异常较好，而粘土结合态金异常效果不太理想。陈希泉通过对大兴安岭森林覆盖区内蒙古虎拉林金的活动态测量方法的研究，找矿效果明显为。杨理勤对阳山矿区305脉群上方被梯田、灌木和人工林覆盖土的分析结果显示，金的活动态总量与金矿脉密切相关，利用金的活动态总量找矿可以准确定位。

1.3 轻烃测量

有机质对金属的成矿作用及深源岩浆热液中原生烃类气体对成矿的影响已为地质、地球化学工作者所关注，前人研究指出，有机质对金属元素的吸附、活化、迁移和富集沉淀均有重要的作用，在对各类矿床的金属矿物气液包裹体的成分分析表明：轻烃气体在气液包裹中占有相当的比例，有的为沉积物中有机质热解所致，有的可能为深源原生烃类气体。由于烃类（C1～C4）为气体，易挥发、易溶、易在岩石各类级次的裂隙构造中迁移。为此，轻烃气体测量可尝试用来探测深部隐伏矿体，常用的轻烃有甲烷（C1）、乙烷（C2）、丙烷（C3）、异丁烷（iC4）、正丁烷（nC4）、异戊烷（iC5）、正戊烷（nC5）等。

许多有识之士都曾提出过将有机烃气测量应用于金属矿床勘查的设想，部分研究院所亦开展了一些方法有效性试验研究其他学者也开展过大量的研究，如陈远荣对十几个典型金属矿床进行试验研究后，初步总结了各类金属矿床上方，有机烃气的常见模式，剖析了这些异常模式的成因机制。李广之还对轻烃中的异构体进行了研究，结果表明同分子量的正构烷烃和异构烷烃，在运移过程中受围岩的物理化学性质及其它外部因素的影响必然产生分异效应，从而指示矿化信息。笔者也曾在赣西北铜矿区开展过轻烃的方法试验性研究，发现丁烷（C4）和戊烷（iC4）可以更好的示踪下伏的矿化信息。

1.4 氡气测量

1904年加拿大就开始将氡气测量方法应用于找矿，20世纪50至60年代美国也应用得比较成功。目前，我国应用氡气测量方法在寻找隐伏铀矿，预测煤矿采境，研究现代地质构造运动，解决水文地质、工程地质中断裂分布，预报地震灾害和环境污染等方面应用得比较广泛，近年来随着高灵敏度、高精度和稳定性好的测氡仪的出现，氡气测量方法开始应用于寻找隐伏有色金属矿、圈定油气藏边界、确定油气藏范围等，实验结果表明，氡气测量寻找金属矿是一种有效的深穿透地球化学方法，目前主要应用于找构造破碎带型隐伏金矿、花岗岩型钨锡坦铌矿以及热液型多金属矿床，找矿效果良好。

氡气测量寻找隐伏有色金属矿和圈定油气藏范围上仍处于试验和摸索之中，如贾国相在广西栗木锡矿、四川磨溪油气田上进行了广泛试验，都取得了良好效果；云南潞西金矿、新疆富蕴县阿克塔斯金矿也开展过氡气测量实验，均确定了一定的找矿效果。

2 存在的问题及建议

汞气测量的方法和原理是众所周知的，但是由于测汞技术严格保密，测量精度的影响因素众多，在实际应用过程中测量效果更是千差万别，并未能大范围的进行推广，主要还是停留在研究试点层面上，商业性市场操作行为较少，由于技术垄断，汞气测量成本也相对较高；金属活动态测量、轻烃测量目前理论研究和测试手段已经相对成熟，但是目前还停留在科研层面上，尚未应用于大范围、大面积的化探生产，且目前只有为数不多的实验室具备测试资格；氡气测量形式上属物探，但实质是一种气体地球化学勘查方法，即非常规化探方法，其在金属矿床上的应用目前尚还处于探索阶段，其形成机制还需进一步的研究；上述方法技术的相互结合和配合应用也尚未展开，数据处理与评价方法也需改进，需要在传统地球化学勘查方法基础上有所继承和创新。

综合来看，这些方法并不是独立存在的，往往需要相互配合，相互印证的。如王学求根据近些年发展起来的寻找隐伏矿的勘查地球化学新方法，提出了深穿透勘查地球化学的概念、理论、研究内容、研究意义与必要性，将深穿透勘查地球化学定义为研究能探测深部隐伏矿体发出的直接信息的勘查地球化学理论与方法技术，其主要的方法就是金属活动态、测Hg、地电的综合应用。陈远荣也在贵港庆丰-平南旺石铅锌矿带庆丰已知区的试验以及几个未知区的评价验证结果表明，使用烃类测量和吸附相态汞测量等综合气体地球化学方法结合相态分析技术，在区域化探异常评价和找矿勘探中是有成效的，并总结了烃类及吸附相态汞的异常模式。

总之，只要通过不断的实践和完善，这些非常规地球化学方法能广泛应用于隐伏矿的深部勘查外，其工作思路对于深部找矿具有参考价值，其应用前景也会愈来愈广泛。

参考文献

[1] 陈远荣，戴塔根，党玉涛.有机烃气法在个旧锡矿松树脚矿田中的应用[J].物探与化探，2001，3（25）：180-184

有色金属元素分析范文第5篇

关键词： 环境污染 因子分析法 SPSS13.0软件 Matlab软件

1.问题重述及分析

随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加，人类活动对城市环境质量的影响日益突出，土壤重金属污染所带来的环境问题受到人们越来越多的关注。我们对某城市土壤地质环境进行了调查，将所考察的区域划分为间距1公里左右的网格子区域，按照每平方公里1个采样点取表层土进行编号，并用GPS记录采样点的位置。应用专门仪器测试分析，获得每个样本所含的多种化学元素的浓度数据。另一方面，按两公里的间距在那些远离人群及工业活动的自然区取样，将其作为该城区表层土壤中元素的背景值。结合所给数据，给出8种主要重金属元素在该城区的空间分布，并分析该城区内不同区域重金属的污染程度是本模型的主要任务。

2.基本假设

假设一：采样点的数据充分反映了该城市土壤表层的重金属污染状况。

假设二：引用的数据，均真实可靠，无误差。

假设三：忽略海拔对浓度分布的影响。

3.符号说明

：n个指标构成的样本空间；X′：X经过标准化后的数据；X：第i个样本的第j个指标值；X：j指标的均值；δ：j指标的标准差；RI：总潜在生态危害指数；E：单因子潜在生态危害指数；C：某一重金属元素i的污染系数；C：表层土壤中元素i的实测含量；C：土壤元素的背景值；T：单个污染物的毒性系数。

4.模型的建立与求解

4.1数据分析及处理

针对该区域采样点的表层土壤重金属元素的含量数据，应用统计数手段及SPSS处理软件采用因子分析法对样本整体区域进行分析，结合分析结果进行Matlab制图，得出各元素在该区域内的空间分布。

研究采用多元统计数学方法之一的因子分析，它根据多个实测变量之间的相互关系，运用数学变换将多个变量转换为少数几个线性不相关的综合指标，从而简化数据处理，其目的在于对大量观测数据用较少的代表性的因子来说明众多变量所提取的主要信息，提出多个变量间的因果关系。因子分析在成因、来源问题研究上是一种非常有效的数学方法，可以用它解决很多环境问题。

4.2模型建立

因子分析过程步骤如下。

（1）原始数据的标准化，标准化的公式为X′=(X-X)/δ，其中X为第i个样本的第j个指标值，而X和δ分别为j指标的均值和标准差。标准化的目的在于消除不同变量的量纲的影响，而且标准化转化不会改变变量的相关系数。

（2）计算标准化数据的相关系数阵，求出相关系数矩阵的特征值和特征向量。

（3）进行正交变换，使用方差最大法。其目的是使因子载荷两极分化，而且旋转后的因子仍然正交。

（4）确定因子个数，计算因子得分，进行统计分析。

4.3模型求解

对该城区土壤地质环境重金属元素含量的数据标准化处理后，经SPSS13.0统计软件进行因子分析，可得出以下结果：Cr和Ni的相关性最好，相关系数最大，为0.716，其次为Pb和Cd，相关系数为0.660，以下依次是Cr和Cu，Pd和Cu的相关性较好，相关系数分别为0.532和0.520，Ni和Cu的相关系数为0.495，Pb和Zn相关系数为0.494，其他元素之间的相关系数相对较低。从成因上来分析，相关性较好的元素可能在成因和来源上有一定的关联。

因子分析的关键就是利用相关系数矩阵求出相应的因子的特征值和累计贡献率，用SPSS13.0统计软件计算可得出。

特征值和累计贡献率

在累积方差为93.156％（＞90％）的前提下，分析得到6个主因子，可以看到6个主因子提供了源资料的93.156％的信息，满足因子分析的原则，而且从上表可以看出旋转前后总的累计贡献率没有发生变化，即总的信息量没有损失。

为了更好地进行分析、评价，利用因子分析所得到的6个因子经过方差极大正交旋转后的城市表层土壤单点样样本在六个主因子上的得分可作出各个因子在空间分布的等值线图，能更直观地说明各个元素在空间平面上的分布特征。

4.4潜在生态危害评价

潜在生态危害评价是瑞典学者Hakanson建立的一套应用沉积学原理评价重金属污染及生态危害的方法。该方法不仅能够反映多种环境污染物的综合影响（用总潜在生态危害指数RI表示），而且能反映某一污染物的影响（用单因子潜在生态危害指数表示），并量化其潜在危害程度。根据RI和结合参考值，计算出8种重金属元素的毒性系数分别是：As=10，Cd=30，Cr=2，Cu=5，Hg=40，Ni=10，Pb=5，Zn=1。

参照重金属污染潜在生态危害指标与分级关系表可得各重金属在各城区内的危害程度。

从因子分析中，得出因子1和因子2可能为该市土壤重金属污染的最重要的污染源，可能对该市重金属污染的影响最大，因子3也对该市重金属污染有重要影响。结合潜在生态危害评价模型中关于E值和的RI的比较，得出Hg对整个市区的污染为最重要的。

由潜在生态评价模型可以看出因子2（Pb和Cd）对整个城市的污染程度仅次于Hg，而由各个因子在空间分布的等值线图中可以看到因子2呈带状分布污染比较严重，而最高污染程度主要分布在生活区。因子2污染的主要原因生活区居民生活的垃圾排放及废弃物等，其周围伴随有的工业区，说明工业的三废处理是因子2污染的主要原因。

其他重金属Cu Zn Ni Cr As均集中在工业区这表明由于工业排放导致工业区土壤重金属污染较为严重。

5.总结及建议

在城市的重金属污染物中Hg对环境的污染最为严重，且出现在交通区。因此，交通区附近可能有燃煤的电厂、电镀Hg的工厂或者是有色金属工业等工厂。所以，我们必须寻找处理工厂Hg污染问题的解决方法，可以通过用化学方法制出沉淀剂，然后建立实时监测点来检测Hg的浓度，一旦发现Hg的浓度超标时，就使用沉淀剂使Hg沉淀，并进行回收利用；也可以通过罚款、停产整改等制度对一些重污染企业进行惩治。其次，在生活中，破碎的灯管、劣质化妆品和煤中都含有Hg。所以，应该注意对生活垃圾的分类处理避免随意倾倒垃圾造成重金属污染，居民应该尽可能地使用清洁能源，减少煤的燃烧。

参考文献：

［1］Hakanson L An ecobgical risk index for aquatic pollution corrtrol a sedinen to logical approach［J］.Water Research 1980.14（8）：975-1001.

［2］US Environ ental Protection Agency.Exposure Factors Handbook［S］.EPA/600/P-95/002，1997：104-126.