化学元素的作用精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇化学元素的作用范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

关键词 水的组成 化学元素观 观念建构教学

“化学元素观”是中学化学的核心观念之一，通过初中化学的学习，学生首先应当建立起“化学元素观”。然而，学生对“化学元素观”的认识是伴随相关具体知识的学习而逐渐发展的。要在相关具体知识的教学中发展学生对“化学元素观”的认识，需要立足学科整体的高度，以“化学元素观”为统领来组织教学，思考具体知识的教学对物质及其化学变化等学科基本问题的渗透、落实和具体化。为此，笔者以初中化学“水的组成”教学为例展开讨论。

1 对初中阶段“化学元素观”的理解

化学是研究物质及其变化的科学，“化学元素观”是从元素视角对物质及其化学变化本质的深层次理解。作为化学核心观念之一的“化学元素观”具有统摄性和持久的迁移价值，不仅能促进学生把握最有价值的化学知识，而且能为学生形成相应的认识思路提供思考框架，为学生形成化学认识指明思维方向。具体来说，物质的元素组成是化学观念的基础，依据物质的元素组成对纯净物进行分类，以元素为核心认识物质及其变化，能够为研究物质的性质和化学反应建立认识框架。因此，化学元素观包括3方面的含义：一是对元素本身的认识，包括什么是元素、元素的种类、元素的性质等；二是从元素角度看物质，即元素与物质有什么关系，具体包括元素组成与物质的分类、性质有什么关系等；三是从元素角度看化学反应，即元素与化学反应有什么关系，在化学反应中元素种类是否发生变化等。借鉴梁永平先生关于“化学元素观的基本内涵”的阐述，笔者认为，初中阶段“化学元素观”的基本理解如下，见表1。

学生“化学元素观”的形成和发展是一个循序渐进过程，在不同阶段，基于不同学习内容，学生需要发展的化学元素观不同，其认识层次也不同。如以电解水实验及生成物的检验等事实为支撑，“水的组成”的教学可以发展学生从元素的角度认识物质及其化学变化。从物质的元素组成来认识纯净物并将其分类、归纳，是“化学元素观”的主要内容之一，为此在“水的组成”教学中，可结合水电解前后各物质的元素组成特点，学习纯净物的分类，认识单质和化合物的概念、从水的元素组成特点认识氧化物概念，由此从物质分类的角度依次实现对水是纯净物、化合物、氧化物的认识。不仅如此，从物质的元素组成来认识物质的性质，也是初中阶段“化学元素观”的主要内容，在“水的组成”教学中还可以结合水电解前后各物质的元素组成与性质的差异，引导学生认识纯净物的性质要受到组成元素的影响，对于简单的化合物或单质，元素组成甚至起着决定性的作用。当然，物质的元素组成相同，其性质未必相同，这与物质的结构有关。因此，化学上还要依据物质的性质、结构对纯净物进行进一步的研究，这将是学生后续要学习的内容。

2 从化学元素观看“水的组成”及其教学价值

“水的组成”属于人教版教科书（2012版）第四单元课题3的内容。从“化学元素观”的角度看“水的组成”，就是把该部分内容放在物质及其化学变化等学科基本问题中去考量，思考“水的组成”与“化学元素观”的关系、“水的组成”处于什么位置，能起到什么作用，这样可以从对具体知识的理解上升到对学科基本问题的理解。

“水的组成”涉及较为丰富的事实性知识和概念性知识，这些知识与“化学元素观”之间存在的实质性联系可以用“水的组成”知识层级图来体现（见图1）。

“水的组成”这部分内容，借助电解水的实验及生成物的检验等知识，重在认识电解水实验的实质和水的组成，感悟通过化学实验研究物质元素组成的科学过程与方法，并从物质元素组成角度认识纯净物的分类。显然，这部分内容不仅能发展学生从化学的视角来认识水及其变化，而且能为学生“化学元素观”的认识发展提供有力的支撑：第一，根据电解水实验以及对生成的2种气体进行检验，证明水在通电后生成了氢气和氧气，可以揭示水在通电条件下发生了化学变化；第二，根据水在通电条件下生成氢气和氧气、氢气燃烧生成水的实验事实，依据化学反应中元素不变，认识水是由氢、氧2种元素组成的；第三，根据电解水实验，比较反应物（水）和生成物（氢气、氧气）的元素组成特点，认识纯净物可依据元素组成分为单质和化合物，依据水的元素组成特点认识氧化物，发展学生对物质分类的认识；第四，比较反应物（水）和生成物（氢气、氧气）的性质差异，认识物质的性质与其元素组成有关，组成元素不同，物质性质不同。第五，结合之前学生学习的分子和原子的知识，启发学生初步从微观角度认识化学反应的实质，即水在通电情况下发生化学反应，组成水的氢、氧元素的原子重新组合生成了新物质，加深对化学反应中原子种类不变、元素不变的认识；第六，利用电解水实验来研究水的组成，可以启发学生认识不断分解物质直至不能分解为更简单的成分为止，于是就得到了元素的游离态，即“单质”，这是人类研究和认识物质组成的经验方法，通过此实验人们进一步认识了水：水还可再分，即水不是元素；第七，通过对电解水实验中生成氢气和氧气的体积比为2：1的分析，为水的化学式——H2O提供了事实依据，这为学生后续学习本单元课题4化学式与化合价打下了铺垫。可见，“水的组成”是发展学生“化学元素观”认识的重要载体。

3 如何围绕“化学元素观”展开深入学习

“化学元素观”是学生需要形成的体现学科本质的深层次理解，围绕“化学元素观”来展开“水的组成”的学习，需要对学生知识学习与化学观念认识发展等有整体考虑，让具体知识的学习为学生化学观念的认识发展提供支撑，使学生化学观念的认识伴随具体知识的学习而逐渐发展。

3.1以“化学元素观”为统领构建教学内容主线

化学观念是指居于化学学科的核心，体现化学学科本质，对学科的性质、研究对象、研究方法和学科的价值等学科基本问题的深层次理解。要从知识教学转向化学观念教学，就需要站在学科整体的高度，思考具体知识的教学对学科基本问题的渗透与落实，将化学观念的教学具体化，与此同时，需要兼顾课程的要求和学生的实际发展需要。为此，在“水的组成”课堂教学内容主线的设计方面，根据学生的实际和发展需要，以“化学元素观”为统领来搭建学生知识学习和观念认识发展的整体框架，把指向主要教学目标和教学重点的、能体现“化学元素观”的关键性内容具体化为教学任务，以此构建课堂教学内容的主线索，明确教学的核心所在。

基于上述考虑，“水的组成”一课的教学整体思路设计见表2。

3.2围绕“化学元素观”的关键性内容设计引导性问题

教学的目的在于促进学生对知识的深层理解，发展对化学观念的认识。把教学任务转化为问题，用问题驱动学生思维，是通向理解、发展化学观念认识的重要途径之一。为此，有必要思考应该提出怎样的引导性问题。笔者认为，在化学观念教学中，引导性问题是能激发学生思维，对达成教学目标起决定作用的、能体现化学观念的关键性问题，是统领课堂、推进教学的主线索。为此，在“水的组成”教学中，针对学生学习的实际，把指向主要教学目标和教学重点、能体现“化学元素观”关键内容的教学任务转化为统领课堂教学的引导性问题（见表2），为学生的思维过程指引方向。在“水的组成”教学中，要利用引导性问题调动学生参与学习过程，激发学生通过问题的思考去理解所学知识，在问题分析和解决的过程中去反复认识、体验和感悟“元素与物质的分类”、“元素与物质的性质”、“元素与化学反应”等学科基本问题，从而为从元素视角认识物质及其化学变化奠定知识和方法基础。

3.3将学习任务和引导性问题转化为“手脑并重”的学习活动

学生的学习需要通过活动体验来完成。活动设计需要注意活动的内容、方式要与教学目标、教学任务、以及引导性问题相一致，要针对教学任务和引导性问题，设计相应的手、脑并重的多样化活动。围绕“化学元素观”展开深入学习的活动设计，有以下几点考虑：

一是关注新旧知识的联系，注意调用学生的已有知识经验来学习新知识。如任务1中的问题1的设计，学生已经学过利用过氧化氢分解制取氧气，利用学生已知的这个反应可以搭建学习新知识的桥梁，启发学生思考水是由什么元素组成的，以及如何推测水的元素组成等问题。还可以借助这个反应，引导学生思考可以由水分解的产物来推测水是由什么元素组成，这样把学生的思维引向深入。

二是充分发挥实验的作用，为学生的学习和理解提供事实证据。电解水实验是学生学习“水的组成”、理解“化学元素观”的重要手段和方式。在活动设计方面，一方面通过电解水实验、电解水生成的2种气体的检验等，为学生提供丰富的感性认识，另一方面以实验事实为证据，根据实验的观察，引导学生思考：你认为水电解发生了什么变化？根据水在通电条件下生成氢气和氧气、氢气在空气中燃烧生成水的实验事实，由反应前后各物质的元素组成，说明水是由什么元素组成的？为什么？由此引导学生基于实验事实进行分析、推理并获得相应的结论，使学生的认识从感性走向理性。

三是注重在知识学习的同时，运用分析、比较、总结与概括等方法，提升学生的观念性认识。如问题4和活动4的设计，你知道为什么要对物质进行分类吗？根据电解水实验及生成物的检验，水分解前后各物质的性质有什么不同？从中你能获得哪些认识？这样的设计，改变了以往关注具体事实的识记，重在引导学生思考物质的元素组成与物质性质关系的问题，能够促进学生把握具体知识的本质所在，为学生今后进一步从元素角度认识物质的分类与物质性质的关系打下一定的基础。

篇(2)

关键词：52种元素；地球化学背景；地球化学基准；城市土壤；中国；

作者简介：成杭新(1964—)，男，博士，研究员，主要从事勘查地球化学与生态地球化学研究。

地球化学背景(GeochemicalBackground)的概念最早源于勘查地球化学，经典的勘查地球化学教科书定义的地球化学背景是指无矿地质体中元素的正常丰度[1]或者一个地区元素含量的正常变化[2]。地球化学背景概念的引入是为了区分元素的正常含量和异常含量，超出正常丰度或正常变化范围的数据。对勘查地球化学而言，通常是指所研究的元素具有异常(正或负)含量，可能是矿床存在的一种指示或蚀变过程导致的元素迁出；对环境地球化学而言，可能是污染存在的一种指示或生态系统中该元素的严重缺乏等。因此环境地球化学中的背景通常是指在未受污染影响的情况下，环境要素中化学元素的含量。反映了环境要素在自然界存在和发展过程中，本身原有的化学组成特征。

工业化革命以来，人类活动释放的污染物已在地球表层土壤中得到大量累积，污染物的持续累积不但显著改变了地球表层土壤中化学元素的自然背景水平和分布模式，也导致一系列生态危害事件的频现，美国Adirondack山脉中的BigMoose湖，因长期接受上游工业排放的SO2，使湖泊水体和沉积物pH值陡然下降，导致鲈鱼、白鱼、鲤鱼等水生动物大量死亡[3]，而欧洲200余年的工业化历史，使中欧地区土壤显著酸化和土壤中的铝大量活化，导致大片森林中毒死亡[4]。为科学认识土壤环境质量现状、并通过环境立法保护土壤环境质量不再进一步恶化及预测未来环境变化趋势，最近20年文献中对地球化学基准(GeochemicalBaseline)的概念和应用途径进行了广泛讨论[5-6]。虽然不同作者对地球化学基准科学含义的表述还不完全一致，但一般是指地球表层环境介质定时间点某个元素或化合物的实际含量。它既包括自然背景浓度，也包括人类活动成因导致的扩散浓度的贡献[7-11]。

1978年至今，中国的工业化和城镇化进程取得了未曾预料到的重大进展，城市数量已从1978年的122个增加到2011年的655个，城镇人口数量也从1978年占中国总人口的17.9%增加到51.3%[12]。由于城市人口众多、工业密集，是人类活动及化学元素污染释放的主要场所，大规模城镇化进程已使中国大气、水及土壤环境质量全面恶化[13-19]。中国曾于20世纪80年代开展过中国土壤背景值研究[20]，但因受采样密度及样品布局的制约，未能颁布城市土壤化学元素的背景值数据，严重制约了对中国城市土壤环境质量现状的认识和评价。

本文利用中国地质调查局组织实施的多目标区域地球化学调查与评价项目及中国土壤现状调查及污染防治专项的数据资料，通过对中国31个省会城市土壤化学元素组成特征的统计分析及城市土壤化学元素背景值和基准值计算方法的讨论，确定中国城市土壤化学元素的背景值及基准值，其主要目的是为科学认识城市土壤化学元素的环境质量现状及政府部门制定有效监管措施提供依据。

1数据来源

1.1城市选择

研究对象包括除香港、澳门和台北以外的中国31个省会城市，也即北京、成都、福州、广州、贵阳、哈尔滨、海口、杭州、合肥、呼和浩特、济南、昆明、拉萨、兰州、南昌、南京、南宁、银川、上海、沈阳、石家庄、太原、天津、乌鲁木齐、武汉、西安、西宁、长春、长沙、郑州、重庆。

各城市的边界以建成区范围为主，同时兼顾各城市未来的城区扩展态势，一般以各城市的绕(环)城高速范围作为各城市的研究区，31个省会城市累计城区面积达15196km2。

1.2样品采集和分析测试方法

中国从1999年至今实施的多目标区域地球化学调查与评价项目是一项以土壤地球化学测量为主，兼顾湖积物与近岸海域沉积物测量的国家地球化学填图项目。该项目采用1样/km2、1个组合样/4km2的密度采集0~20cm的地表土壤样品，1样/4km2、1个组合样/16km2的密度采集150~180cm的深部土壤样品[21]。城市地区采样密度一般为1~2点/km2，样品采集一般选择在公园、寺庙、绿化带及其他较为稳定的、相对扰动较小的部位，采样时尽量避开新近堆积土。采用统一的分析测试技术要求和相同的质量监控措施分析测试每个样品中的52种元素(Ag、As、Au、B、Ba、Be、Bi、Br、C、Cd、Ce、Cl、Co、Cr、Cu、F、Ga、Ge、Hg、I、La、Li、Mn、Mo、N、Nb、Ni、P、Pb、Rb、S、Sb、Sc、Se、Sn、Sr、Th、Ti、Tl、U、V、W、Y、Zn、Zr、SiO2、Al2O3、TFe2O3、MgO、CaO、Na2O、K2O)及pH和有机碳(Corg)[22-23]。截止到2012年底，该项目调查面积达170万km2，覆盖中国31个省会城市[24]。

1.3数据来源

根据各城市的选定范围，从中国多目标区域地球化学调查与评价数据库中提取相应范围内表层和深层土壤样品中的52种元素及pH和Corg数据。分别涉及表层和深层土壤样品3799件和1011件，累计数据259740个。

2数据处理方法

2.1不同深度土壤样品的科学含义

中国多目标区域地球化学调查在每个采样点上分别采集了0~20cm和150~180cm两个深度的土壤样品，也即表层和深层土壤样品。前者不但包括了成土母质中化学元素的自然地质背景含量，同时还叠加有人类活动带来的外源化学物质；后者因受到较少的人类活动影响，其化学元素组成更接近成土母质。因此表层土壤中化学元素的含量水平代表的是土壤地球化学基准，深层土壤化学元素的含量水平则反映的是土壤地球化学背景。

2.2中国城市土壤地球化学背景和基准的计算方法

自从Ahrens(1953)在花岗岩中发现元素的分布服从对数正态分布以来[25-26]，勘查地球化学家通过对地球化学数据分布形式(正态或对数正态)的检验，来计算地球化学背景值。当数据既不服从正态也不服从对数正态分布时，通常通过剔除算术平均值加减2或3倍标准离差的离群值后，再次进行分布形式的检验，以使数据服从正态或对数正态分布[27]。但剔除出的数据在找矿地球化学研究中往往是包含重要找矿信息的异常值，而在环境地球化学评价中则是包含污染信息的数据。因此采用剔除异常数据的方法不能客观刻画实际数据所隐含的真实状况。

成土母质是地球化学基准和背景浓度的重要控制因素，不同的成土母质或地质背景应具有不同的地球化学基准和背景浓度。中国地域辽阔，不同城市所处的气候条件不同，所在的地质背景也差异极大，如横卧在北京城西边和北边的太行山和燕山山脉的岩石风化产物是北京市土壤的成土母质，古都西安的土壤主要以风成黄土为主，而西江水系河流冲击物的长期堆积则是广州市土壤成土母质的主要来源。因此中国城市土壤化学元素数据集即使以正态或对数正态分布，但也不具有同一成土母质或同一自然成土过程的含义，对表层土壤样本(n=3799)和深层土壤样品(n=1010)的正态和对数正态分布检验也证实除深层样本中的SiO2服从正态分布外(图1)，其他元素均不服从正态或对数正态分布。因此不能采用剔除平均值±2或3倍标准离差的方法来获取中国城市土壤的地球化学背景和地球化学基准值。

针对城市土壤地球化学数据的上述特点，文献中提出用中位值(XMe)与绝对中位值差(medianab-solutedeviation，MAD)的稳健统计方法来描述地球化学背景值和基准值的变化范围，以消除一些与均值相差较远的离群数据在求均值和方差时，尤其是求方差时对结果产生较大的影响[28-29]。其中XMe和MAD可分别用下列公式计算：

对中国城市土壤而言，城市表、深土壤数据集的中位值(XMe)分别代表中国城市土壤的地球化学基准值和背景值，以Me±2MAD表示基准值和背景值的变化范围。

2.3单个城市土壤地球化学背景和基准的计算方法

单个城市由于它的地理位置和气候条件明确，城市空间范围内的土壤基本为同一成土母质，其形成过程也是同一气候条件作用下的产物，因此在估算单个城市的化学元素背景或基准值时，先对原始数据进行正态检验，并用算术平均值()代表背景值或基准值，用(±2S)代表变化范围，其中S为标准离差。对不服从正态分布的化学元素进行对数正态检验，当数据服从对数正态分布时，将几何平均值(g)和几何标准离差(S)还原为实数后，用(÷2S)和(×2S)代表背景值或基准值的变化范围。对既不服从正态也不服从对数正态分布的元素，则采用中位值和绝对中位值差的稳健统计方法来估算该元素的背景或基准值。

2.4化学元素背景的变化率

城市土壤化学元素的背景值受成土母质控制，反映的是一种自然地质背景。随着人类活动的广度和深度的不断加强，人类活动可显著改变土壤化学元素的自然背景。为了客观评价自然背景的变化程度，这里用化学元素自然背景的变化率(ΔRCi)来度量元素自然背景的变化状况，其计算公式为

式中：ΔRCi是指元素i自然背景的变化率；GBLi是指i元素的地球化学基准值；GBGi是指i元素的地球化学背景值。当ΔRCi>0是指i元素的地球化学背景增加，ΔRCi<0是指i元素的地球化学背景下降，ΔRCi=0则指i元素的地球化学背景未发生变化。

当ΔRCi>0是指i元素的地球化学背景增加，ΔRCi<0是指i元素的地球化学背景下降，ΔRCi=0则指i元素的地球化学背景未发生变化。当|ΔRCi|≥100时，表示i元素为极显著增加或减少状态；当50≤|ΔRCi|<100时，表示i元素处于显著增加或较少状态；当0<|ΔRCi|<50时，表示i元素处于增加或减少状态。

3结果与讨论

3.1中国城市土壤地球化学基准值/背景值特征

中国城市土壤52种化学元素及pH和Corg统计显示(表1)，Al2O3、Ba、CaO、Cd、Ce、Co、Cr、Cu、F、Hg、K2O、MgO、Mn、Ni、pH、Sc、Sn、Sr、Ti、V、Y和Zr等23种元素或化合物的背景值高于中国土壤背景值，而Ag、As、B、Be、Bi、Br、Fe2O3、Ge、La、Li、Mo、Na2O、Corg、Pb、Rb、Sb、Se、Th、Tl、U、W和Zn等22种元素或化合物的背景值低于中国土壤背景值。Au、Cl、Ga、N、Nb、P、S、SiO2和TC等9种元素或化合物因缺中国土壤背景值数据情况不明。

城市土壤Ag、Au、Ba、Bi、Br、CaO、Cd、Ce、Cl、Cu、Ge、Hg、Mo、N、Nb、Corg、P、Pb、S、Sb、Se、Sn、Sr、TC、U、W、Zn、Zr等28种元素的基准值明显高于背景值。其中Corg、Hg、Se、S、TC、N的基准值分别较它们的背景值增加了331%、220%、146%、142%、130%、125%，表明上述6个元素的地球化学背景发生了极显著的增加，致使地表地球化学基准值显著高于各自的地球化学背景值；而Br、Cd、P的地球化学背景的变化率ΔRCi为50%~100%，呈现显著增加的特征；Ag、Au、Bi、CaO、Cl、Cu、Mo、Pb、Sb、Sn、W和Zn的ΔRCi为10%~50%，指示这些元素的地球化学背景呈增加的变化趋势；其他31个元素的地球化学背景基本未发生变化。

元素地球化学背景变化率清晰地指示中国大规模工业化进程所带来的重大生态环境问题。文献资料显示化石燃料燃烧是黑碳颗粒、Hg、Se释放及酸雨形成的主要原因[30-34]。最近30年，中国化石燃料燃烧释放的碳已从1980年的4亿t增加到2010年的22亿t[35]，Hg、Se释放量也由1980年的73.59t、639.7t，增加到2007年的305.9t和2353t[33]，上述释放物在大气干湿沉降的作用下，最终沉降到地表，显著改变了地表土壤有机碳及总碳、Hg和Se的分布模式，可能是城市地表土壤Corg、Hg、Se、S、TC、N背景值发生极显著/显著变化的主要原因。而大规模的有色金属(Cu、Pb、Zn、Cd、Ag等)开采和冶炼活动及中国Sb、Sn、W等特有矿产的矿业活动使土壤中重金属元素的地球化学背景发生了显著变化。

3.2各城市土壤地球化学基准值/背景值特征

中国31个省会城市土壤化学元素的背景值示于表2~32，各个不同城市因其所处地理位置及地质背景的差异。各元素的具体含量特征在此不予描述。但Cl、CaO、Hg、Na2O和S的背景变化特征明显区别于其他元素。

不同城市土壤的Cl元素背景值差异巨大，中国城市土壤Cl元素的背景值为70mg/kg，背景变化区间介于24~116mg/kg。几个北方城市，如兰州(613mg/kg)、乌鲁木齐(469mg/kg)、西宁(432mg/kg)、天津(296mg/kg)、呼和浩特(236mg/kg)、拉萨(149mg/kg)、济南(126mg/kg)的背景值均超出中国城市土壤Cl地球化学背景变化的上限，表明在长期的自然演化过程中，上述几个城市的土壤具有较高的Cl地球化学背景。

中国城市土壤CaO的背景值为1.65%，华北和西北的城市土壤CaO背景值(3.23%~9.64%)普遍高于南方和东北近1个数量级，中国城市中CaO背景值最高的是西宁市(9.64%)，最低的为海口(0.16%)，显示出成土母质及不同的气候带对CaO地球化学背景的控制作用。

中国城市土壤Na2O的背景值为1.41%，背景变化区间介于0.52~2.31%。虽然各城市的Na2O背景值均在背景变化区间之间，但不同城市的Na2O背景值存在数量级之间的差异，其中乌鲁木齐Na2O背景值为2.22%，是南宁(0.10%)的22倍之多。总体规律表现为北方城市Na2O的背景值高于南方城市，也充分显现出成土母质及不同气候条件对Na2O地球化学背景的控制作用。

中国城市土壤Hg的背景值为0.042mg/kg，背景变化上限为0.088mg/kg。其中贵阳(0.202mg/kg)、广州(0.147mg/kg)、昆明(0.132mg/kg)、南宁(0.112mg/kg)、福州(0.111mg/kg)和拉萨(0.092mg/kg)城市土壤的Hg背景值高于中国背景变化的上限，属于高背景地区。沈阳、太原、北京、合肥、天津、南京、哈尔滨、西宁、乌鲁木齐、郑州、济南、长春、石家庄、呼和浩特、兰州、银川16个城市土壤Hg的背景值介于0.017~0.040mg/kg，低于中国城市土壤Hg的背景值。

中国城市土壤S的背景值为146mg/kg，背景变化区间介于22~270mg/kg。中国有18个城市的土壤S背景值高于中国背景值，其中西宁(1886mg/kg)、乌鲁木齐(1083mg/kg)、兰州(950mg/kg)、福州(641mg/kg)、海口(428mg/kg)、广州(356mg/kg)、上海(327mg/kg)、太原(317mg/kg)和天津(273mg/kg)的背景值大于中国城市土壤S背景变化的上限值。

由此可以看出，在开展城市土壤环境质量评价时，分别采用各个城市的背景值较采用中国土壤背景值，能更客观地度量人类活动对自然背景的影响程度。

3.3地球化学背景变化特征

中国31个省会城市土壤化学元素ΔRCi的计算结果示于图2~4，图中显示Corg和N的ΔRCi值均大于0，指示土壤有机碳和氮的自然背景均被显著改变。对福州、广州而言，因土壤有机碳含量呈显著增加状态，拉萨和呼和浩特则为增加状态，其他21个城市因ΔRCSOC>100，指示土壤Corg属极显著增加状态。除呼和浩特ΔRCTC<0外，其他所有城市土壤TC均呈增加趋势。其中武汉、成都、长春、长沙、合肥、南昌、南宁、贵阳、哈尔滨、沈阳、石家庄、昆明、南京、海口、北京、济南、福州、郑州、广州和上海ΔRCTC>100，乌鲁木齐、重庆、天津、太原、杭州50<ΔRCTC≤100，银川、西安、兰州、西宁和拉萨10≤ΔRCTC<50。

除呼和浩特外，中国30个城市土壤P的ΔRCP均大于0。中国有22个城市土壤N的自然背景呈极显著增加；海口、昆明、福州、重庆、沈阳、银川和西宁7个城市表现为显著增加，拉萨和呼和浩特则为增加状态。已有的文献资料已证实农田施肥是地表土壤N、P增加的主要原因，但过量的N、P肥可通过大气循环沉降到地球表面，使城市地表土壤也出现N、P的显著累积。

除南宁、拉萨、呼和浩特外，其他城市土壤均表现为ΔRCHg>100，并按北京(819)、成都(602)、天津(597)、石家庄(440)、沈阳(413)、济南(400)、长春(340)、西安(312)、南京(293)、杭州(264)、兰州(244)、哈尔滨(237)、合肥(223)、上海(220)、乌鲁木齐(183)、广州(175)、太原(172)、长沙(165)、福州(161)、武汉(159)、银川(135)、郑州(130)、南昌(119)、西宁(104)、昆明(92)、重庆(63)、海口(53)和贵阳(29)顺序递减，指示中国城市土壤Hg的自然背景普遍发生改变，地表土壤Hg已显著累积。Ag、Au、Bi、Cd、Cu、Mo、Pb、S、Sb、Se、Sn、Zn等元素表现出与Hg类似的变化特点。

各元素ΔRCi最大值分布的城市也不尽相同，Ag(150)、Au(400)、Bi(147)、Cd(538)、Cu(77)、Hg(819)、Mo(100)、Pb(156)、S(418)、Sb(200)、Se(650)、Sn(263)和Zn(80)的ΔRCi最大值分别分布在天津、上海、沈阳、长沙、广州、北京、上海、沈阳、成都、上海、石家庄、杭州和广州。Au、Mo和Sb的最大值同时出现在上海，Bi和Pb的最大值同时出现沈阳，Cu和Zn同时出现在广州，充分显示大型综合性城市工业结构或悠久的工业发展历史与重金属累积复杂组合之间的因果关联。

城市土壤CaO自然背景含量也呈显著增加的特点，这可能与中国城市发展过程中的大规模建设活动有关。

出乎意料的是，除金属元素及N、P、TC和Corg外，城市土壤中Cl和Br的自然背景也普遍发生变化，需引起关注。

4结论

通过对中国31个省会城市表层土壤和深层土壤中52种化学元素及pH和Corg实测数据的计算获得中国城市土壤及各个省会城市土壤化学元素的背景值和基准值，为定量研究中国城市土壤的环境质量状况及演变趋势提供了参考标准。

中国及各个城市土壤中Corg、Hg、Se、S、TC、N的基准值显著高于其对应的背景值，与文献中报道的中国大规模工业进程中煤燃烧及矿业活动释放的主要污染物相互佐证，表明了本文所获得的背景值和基准值的可靠性。

篇(3)

约翰·埃姆斯利（John Emsley）博士，曾在伦敦大学从事20年化学研究和教学工作。现为英国剑桥大学化学系驻校科学作家。其著作被翻译成多种文字畅销世界各国。

[桥段]

人们常说毒药是相对剂量而言的。的确，人体在摄入过量的任何物质之后都会发生不良反应，最终导致其自身的毁灭。我们甚至会因为摄入过多的氧气或水而中毒。太多的氧气会损伤大脑。我们知道吸氧气过量曾导致早产儿和深海潜水员死亡；一个极度口渴的人如果突然喝下大量的水，就会导致体内盐类失衡，从而使心肌停止工作。

1869年，俄国化学家门捷列夫编制出第一张元素周期表。按照相对原子质量由小到大排列，将化学性质相似的元素放在同一纵行，揭示了化学元素之间的内在联系，成为化学发展史上的重要里程碑之一。随着科学的发展，元素周期表中未知元素留下的空位先后被填满。

在过去的那些年代中，化学元素曾经使数以百万计的人中毒，并被一些人用作谋杀的工具。如今我们能够揭开前辈们费尽心机想要破解的秘密，并且了解到人类为了使自己的生活免受那些有毒元素的危害而作出的巨大努力，这本《致命元素：毒药的历史》即将带你进入这个曾经神秘莫测的世界。

自人类有史以来，毒药就用途广泛。毒药知识的线索可追溯至古代炼金术。这些炼金术士，在实验过程中最常用到的就是水银，也就是液态的汞。在有关炼金术的理论中，许多人都相信水银可以转变为黄金，所以汞被认为是将贱金属转化为黄金的关键。而当时人们还没有认识到加热汞产生蒸气的毒性。这种巨毒的汞蒸气对许多炼金术士，甚至业余炼金爱好者都产生了有害影响，其中就包括人类历史上最伟大的科学家牛顿。

从炼金术谈起，约翰·埃姆斯利引出了第一个要谈论的有毒化学元素汞。汞无处不在，令我们防不胜防。人类平均每天汞摄入量为成人3微克，婴幼儿约1微克。它们主要来自我们所呼吸的空气以及饮用的水。汞中毒有两种类型：慢性和急性。慢性中毒者会出现疲惫、全身无力以及双手震颤等生理症状。这些症状是由汞对中枢神经系统产生作用而引起的。更为严重的是心理症状，包括易怒、抑郁以及总是认为别人在迫害自己。根据牛顿在炼金笔记上的记载，他曾长期暴露在含汞的环境中，其一生都表现出明显的精神病倾向，后人推测汞中毒可能是导致其精神不稳定的一个因素。

除了汞这一元素外，约翰·埃姆斯利对在炼金术中出现的其他主要危险元素也进行了思考。砷、锑、铅、铊，这些元素周期表上呆板的符号，在他细致的讲述中矛盾而奇特地牵系着古往今来的历史：科学的进步和环境的污染、奢华的享受和帝国的毁灭、壮体的良药和谋杀的工具，以及离奇死亡的伟人和狡猾邪恶的投毒者……有我们熟知的人和事，而更多的是第一次才听说，令人警醒和深思。

篇(4)

【关键词】岩石矿物；岩矿鉴定；岩矿分析

岩矿分析鉴定是地质工作的一个重要内容,它对整个地质工作起着基础性和指导性作用。我国幅员辽阔,拥有着极其丰富的矿产资源。这些矿产资源是实现我国国民经济飞速发展的雄厚物质基础,没有它们就无法建立完整的工业体系。

1、岩石矿物的种类和特征

岩石矿物是由地壳中的一种或是多种化学元素组成的自然聚合体,是地壳中各种地质作用的产物。一般岩矿种类是多种多样的,这主要是由于自然界中不同的化学元素以及它们多样的组合方式,同时复杂多变的地质作用也促使了岩矿的多样化。

1.1矿物的种类划分

矿物分为有机矿物和无机矿物两种:前者种类比较少,主要是碳氢氧化合物,如:琥珀等。后者在地球上数量众多,由于每年都有几十至几百种新矿物被发现,据统计,目前已有三四千种。许多种矿物是我们日常生活离不开的,可以说人类时时刻刻都离不开矿物。

有机矿物的化学成分是碳氢氧化合物,无机矿物的化学成分比较复杂,门捷列夫元素周期表中的一百多个化学元素,都可以组成无机矿物。既可以是由一个元素独立存在,也可以是多个元素的组合。一个元素独立存在的矿物较普遍,如:Fe(铁)元素可以形成自然铁矿物,Ag(银)元素可以形成自然银矿物,Au(金)元素可以形成自然金矿物等。两个以上的元素组合可以形成几千种矿物,最简单的如两个元素Si(硅)和O,可以组成SiO2,由这两个元素组成的矿物可以是石英、柯石英和鳞石英等。三个元素组成的矿物就更多了,例如:CusFeS4是斑铜矿、CuFeS2是黄铜矿、CoAsS是辉砷钴矿等。

1.2矿物的形成

形成矿物的途径,一条是通过岩浆的活动。在岩浆里有着地球上的各种元素。这些元素,在岩浆的高温熔融的条件下,发生化学变化,形成了多种化合物和一些单质。由于地下各处岩浆的化学成分不一样,岩浆在冷却时,温度、压力等条件都在发生变化,而一定环境只适于一定的矿物生成,因此,由于岩浆冷却形成的矿物,种类是很多的。

1.3矿物的物理性质与形状特征

各种矿物都具有一定的外表特征和物理性质,它可以用来作为识别矿物的依据。 矿物的形状是各种各样的。有些矿物能形成整齐的晶体,如食盐是立方体,水晶是六面体,云母是六边形的片状。有些矿物则呈不规则的葡萄状、粒状、纤维状、放射状等。

1.4岩石与矿物的区别

岩石是由一种或多种矿物组成的固体,但它并不具备矿物的基本特性。岩石与矿物之间的区别就好像飞机模型和制造这些模型的材料之间的区别。正如岩石的构成要素是矿物一样,飞机模型的构成要素是轮胎、机翼、发动机和其他组成部分。岩石的基本特点是所有的岩石都是混合物。

2、岩矿分析鉴定的基本程序

2.1试样的加工

通常送到实验室进行鉴定的原始岩矿样品重量,以及矿物种类的不同,从几公斤到几十公斤不等,但是实际上用于分析的试样一般只是需要几克。所以,在岩矿鉴定工作中首先遇到的问题就是试样的加工获取。加工试样的目的,一方面是将岩矿粉碎到一定的细度,以便于分解;另一方面是用最有效、最经济的方法获得一定重量(一般为100g)的能代表原始样品组成的均匀的试样。

2.2进行定性和半定量分析

岩矿试样加工好后,必须先进行定性和半定量分析,主要是为了了解试样中含有哪些元素以及这些元素的大致含量和比率等。

2.3选择测定方法

对岩石矿物中的各种元素的测定均有多种测定方法可供选择。这就需要根据上面定性和半定量的分析结果,选择最合适的分析方法。一般从两个方面进行选择：一是根据待测定元素的含量进行选择;一般来说,对岩矿试样中含量较高(一般为1%以上)的待测元素,应采用容量法、重量法等方法进行测定,而对于含量相对较低(一般为1%以下)的待测元素,则使用比色法或是其他仪器分析方法进行测定。二是根据共存元素的情况进行选择。

2.4拟定鉴定分析方案

拟定鉴定分析方案是一个十分重要而又复杂的环节。它涉及到各个元素的测定方法和分离方法间的相互影响和配合的问题,需要较全面的岩矿鉴定理论知识和丰富的实践经验。因此,在拟定鉴定分析方案时,应同时考虑岩矿试样的分解方法、干扰元素的消除方法和具体的测定方法三个方面。

2.5分析鉴定

在具体的鉴定分析方案确定之后,就应当严格遵守有关的操作规程进行分析鉴定。

2.6审查分析结果

审查分析结果是整个岩矿分析鉴定工作的重要一环,它是在于进一步发现问题,以确保鉴定结果的准确性和正确性。这一环节也应严格遵照质量检查制度进行检查,分析结果必须符合国家规定的要求。

3、地质工作中对岩矿分析鉴定的评价

地质工作就是为矿产勘查开发规划和工程建设、以及相关的环境保护和地质灾害的预报防治工作提供基础的地质资料和信息。而岩矿分析鉴定被认为是地质工作中最基础的一项工作,它对查明认识全国的基本地质状况、获取相关地质数据信息具有基础性、超前性、公益性和指导性意义。

3.1矿物普查中对岩矿分析鉴定的评价

每种岩矿都是在一定的地质作用和物理化学条件性形成的,它们包含有一种或多种矿物,探明其中的化学元素,矿物种类,以确定岩矿的使用价值、经济价值,都需要基础的岩石矿物鉴定工作。岩石矿物分析鉴定特别是对开采和普查找矿有着极其重要意义。它能够确定岩矿的种类,分析矿床的开采量,以及开采的可能性与经济性,并能有效的提高地质勘探工作的效率。具体来说,就是在普查找矿阶段,需要进行大量的简项分析,以确定岩矿的有无和矿产的种类;在勘探阶段,更要求进行大量的简项分析和全分析,以便了解其共生元素的情况及其赋存状态,确定矿石品位以及开采的价值,从而为拟定相关的开采方案做准备。

3.2工程地质中对岩矿分析鉴定的评价

岩矿分析鉴定在工程地质勘查中也起着非常重要的作用,能够为工程建设的设计和施工,以及合理利用自然地质资源、正确改造不良地质、最大限度的避免自然灾害,提供基础的地质学资料。在工程地质中的岩矿鉴定包括对岩体的特征、化学元素和性质等进行分析,同时,水分析也是找岩矿工作的重要标志之一,也属于岩石矿物分析工作的一部分。

因此,岩石矿物分析鉴定工作在地质工作中占据十分重要的地位,对整个地质工作具有基础性和指导性意义。

参考文献

篇(5)

热分解法适用于：锌、铁、锡、铅、铜等金属。热分解法是金属的冶炼方法之一。加热金属氧化物、碘化物、羰基化合物等使其分解制取纯金属。一般适用于银、汞等不活泼的金属单质提炼。

锌是一种化学元素，它的化学符号是Zn，它的原子序数是30，在化学元素周期表中位于第4周期、第ⅡB族。锌（Zinc）是一种浅灰色的过渡金属，也是第四"常见"的金属。在现代工业中，锌是电池制造上有不可替代的，为一相当重要的金属。此外，锌也是人体必需的微量元素之一，起着极其重要的作用。

（来源：文章屋网 ）

篇(6)

1、养分是由单一种化学元素所构成或由若干种化学元素相互结合所组成，具有维持动物生命的营养作用，存在于任何饲料中。根据它们的性质和营养作用，可分为水分、碳水化合物、脂肪、蛋白质、维生素、矿物质。

2、营养全面、充足、平衡，能充分发挥特禽的生产潜力，首先，饲料配方中应含有特禽所需的全部营养物质，就是营养要全面。其次，饲料配方中每一种可利用养分的含量，应该能满足特禽高效生产的需要。

（来源：文章屋网 ）

篇(7)

1.（1）观测图绘制。该图的绘制主要针对城市环境中某些特定参数，例如化学元素种类，在该图中应当有相关的标示，且每种元素的检测值应当与分布地理位置进行对应。这继承了传统地球化学观测图的绘制方法。

（2）化学系统分布图绘制。该图需要针对区域进行，通过特定的观测手段与数据统计，将区域内地球化学的相关参数以空间分布形式展现出来。

（3）化学系统关系图绘制。有了化学系统的数据分布，要想获得更多的信息，还需要将这些信息有条理的建立联系。例如水文观测与地球环境化学转移，运用模拟迁移对地球化学的运动规律进行分析。景观地球学则更有利于展示地球化学的系统概览，对于化学转移的过程有更加直观的理解，相关化学控制因素也更加突出。这样的关系图能够有效的模拟真实环境系统的各项化学行为，并且在加入评价体系后，人类主观的参与可以将该图作为环境规划的主要参考内容。

（4）预测图绘制。更接近实际的地理图，通过分布图和关系图的分析，在预测图上针对区域进行环境污染的分析，预测污染的过程和涉及范围，在联系实际情况规划污染治理策略，是主要的环境治理参考图。

2.城市环境地球化学中人为因素人类生产生活活动向自然环境中释放了多种有害元素，这些元素一是生产活动释放，例如化肥农药的使用，向自然环境中释放了打破原有平衡的元素，还改变了土壤的主要结构，破坏了土壤化学平衡，相应的土壤受到污染还会将这些有害元素通过循环作用释放到更大的环境中；二是生活废物的排放，这些有害废物不经处理直接进入环境中，例如生活废水和垃圾，因为食物变质产生的有害元素因此进入土壤或者水环境，城市垃圾的主要处理方法填埋等几种处理方法又将这些有害元素富集起来，加重了城市水环境和土壤环境的污染。

二、城市环境地球化学治理工程学

城市环境出现了严重污染，就需要人为进行治理和帮助环境进行自我恢复，地球环境治理工程学的相关技术和原理就发挥着至关重要的作用。治理学是工程学新生分支学科，对环境发展有着至关重要的作用，从其根本目标和基本科学思想来看，有着巨大的环境经济效益，应当受到国家相关部门和社会各界的关注。地球环境治理工程学也可以称作是地球化学改造应用科学，利用地球自然资源和基础化学特性，尽量降低人类对自然环境的干扰，按照原有化学环境进行人为的平衡。地球环境治理工程学与人类生存的环境有着至关重要的作用，从地球环境化学基本原理入手，研究地球上各大生态体系及生态体系之间的关系，更关注了交互关系的研究，将污染原理、规律和环境效应直观的表达出来，所以地球环境治理工程学应当用做与环境发展，合理治理和修复以破坏的城市生态坏境。