畢業(yè)開題報告土壤和沉淀物中重金屬形態(tài)分析研究畢業(yè)論文-

1、 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告土壤和沉積物中重金屬的形態(tài)研究 填寫表格的說明1.開題報告作為畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯委員會審查學生答辯資格的基礎(chǔ)材料之一。2.本報告應(yīng)由學生在畢業(yè)設(shè)計(論文)前期在指導教師的指導下完成，經(jīng)指導教師簽署意見、相關(guān)部門負責人審核后生效。3.學生應(yīng)按照學校設(shè)計的電子文檔標準格式在A4紙上打印。4.參考文獻不少于8篇，包括適當?shù)耐馕馁Y料(一般不少于2篇)。5.開題報告作為畢業(yè)設(shè)計(論文)資料，隨畢業(yè)設(shè)計(論文)歸檔。設(shè)計(紙張)科目和沉積物中重金屬的形態(tài)分析。設(shè)計(紙張)類型(打“”)工程應(yīng)用研究研究發(fā)展基礎(chǔ)研究其他的本研究的目的和意義。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，土壤中重金屬含量增

2、加，嚴重影響人類和其他生物的健康和生存。然而，土壤中重金屬的毒性不僅與其總量有關(guān)，更大程度上取決于其形態(tài)分布。因此，土壤中重金屬的形態(tài)分析已成為現(xiàn)代分析化學，尤其是環(huán)境分析化學的一個研究熱點。20世紀50年代日本因汞污染導致的水俁病和鎘污染導致的骨痛，加上歐洲一些國家因重金屬污染導致的一系列嚴重生態(tài)后果，引起了人們對重金屬污染的關(guān)注。重金屬化學性質(zhì)復雜，毒性強。自20世紀70年代以來，重金屬污染及其防治的研究備受關(guān)注。目前，重金屬污染物已被許多國家列為環(huán)境優(yōu)先污染物。土壤中的重金屬難以遷移，具有殘留時間長、隱蔽性強、毒性高等特點。它們可能被農(nóng)作物吸收后進入食物鏈，或者通過一些遷移途徑進入水體和

3、大氣，從而威脅人類健康和其他動物的繁殖。因此，重金屬污染土壤的治理一直是國外研究的熱點和難點。重金屬的生物毒性不僅與其總量有關(guān)，更大程度上取決于其形態(tài)分布。不同形態(tài)產(chǎn)生不同的環(huán)境效應(yīng)，直接影響重金屬在自然界中的毒性、遷移和循環(huán)。重金屬作為一種持久性有毒污染物，進入土壤后無法生物降解，可通過地面灰塵直接被人體吸入。目前，土壤重金屬污染引起的環(huán)境問題越來越受到人們的關(guān)注，已成為國際環(huán)境土壤科學研究的熱點。因此，研究土壤中重金屬的形態(tài)分析，找出它們在土壤中的主要分布形式，并找到一種有效的方法將其從土壤中去除是非常重要的。土壤中重金屬以不同的形態(tài)存在，主要包括可交換態(tài)和碳酸鹽態(tài)(弱酸溶解態(tài))、鐵錳氧化

4、物態(tài)(可還原態(tài))、有機物和硫化物態(tài)(可氧化態(tài))以及殘渣態(tài)，其中前三種形態(tài)統(tǒng)稱為可提取態(tài)。重金屬的總量往往難以表征其污染特征和危害。重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律和毒性更多地取決于其賦存形態(tài)，而不是可能的環(huán)境危害。比如Cr( III)是人體必需的，而Cr(VI)是劇毒的，生理毒性比Cr(III)高100倍。砷()比砷()毒性更大；游離銅對水生生物的毒性大于絡(luò)合銅結(jié)合生物的毒性。復合物越穩(wěn)定，毒性越低。因此，研究土壤中重金屬的形態(tài)分析具有重要意義。表征和測量環(huán)境中元素的各種物理和化學形式的過程稱為形態(tài)分析。形態(tài)分析的主要目的是確定具有生物毒性的重金屬的含量，當測得的部分與重金屬的生物效應(yīng)或毒性一致時

5、，才能達到形態(tài)分析的目的。環(huán)境中重金屬的分析方法很多，如溶出伏安法、離子選擇電極法、化學修飾電極法、化學分離-含量測定法、形態(tài)分布規(guī)律的數(shù)學計算方法等。土壤中的各種影響因素錯綜復雜。土壤中重金屬的形態(tài)分析是指用各種提取劑連續(xù)提取土壤中各種形態(tài)的重金屬，然后通過一定的方法測定其含量。重金屬進入土壤后，通過溶解、沉淀、團聚、絡(luò)合、吸附等多種反應(yīng)，形成不同的化學形態(tài)，表現(xiàn)出不同的活性。土壤中重金屬的形態(tài)分析與土壤中重金屬的遷移性、有效性和活性以及污染土壤的修復密切相關(guān)。重金屬形態(tài)分析的主要目的是測定具有生物毒性的重金屬的含量，其分析難度遠高于全元素的測定。因此，發(fā)展可靠的分析方法和檢測儀器，正確測定

6、環(huán)境中微量元素的化學形態(tài)，是今后的主要發(fā)展方向。土壤和沉積物中重金屬的形態(tài)和轉(zhuǎn)化對重金屬環(huán)境效應(yīng)的研究和重金屬污染土壤和沉積物的修復具有重要意義。而且重金屬的生物毒性很大程度上取決于其存在形態(tài)，元素總量并不能很好地解釋痕量金屬在環(huán)境中的化學活性、再遷移、生物有效性及其對生態(tài)系統(tǒng)或生物有機體的最終影響。本文介紹了土壤和沉積物中重金屬的形態(tài)分析方法和修復方法。但由于不同形態(tài)的重金屬對動植物的生物有效性和毒性不同，當土壤和沉積物環(huán)境發(fā)生變化時，重金屬會在顆粒態(tài)和溶解態(tài)之間轉(zhuǎn)化。因此，有必要研究土壤和沉積物中重金屬的形態(tài)分布，以了解重金屬的來源、形態(tài)變化、遷移規(guī)律以及對生物的毒性作用。二、本課題的主要

7、研究內(nèi)容(提綱)1.土壤和沉積物中重金屬研究的現(xiàn)狀與發(fā)展。1.1土壤和沉積物中重金屬的來源1.2土壤和沉積物中重金屬的危害1.3土壤和沉積物中重金屬分析的環(huán)境意義1.3國外土壤和沉積物中重金屬分析的研究現(xiàn)狀1.4本研究的目的和意義2.重金屬的分析方法2.1形態(tài)分析的定義2.2土壤和沉積物中重金屬的形態(tài)2.3影響土壤和沉積物中重金屬分布的因素2.4土壤和沉積物中重金屬的形態(tài)分析方法3.大明湖土壤和沉積物中重金屬的形態(tài)分析。3.1土壤中重金屬的形態(tài)分析3.2大明湖沉積物中重金屬的形態(tài)分析4.結(jié)果和討論5.治理對策三。文獻綜述(國外研究及其發(fā)展)以及土壤重金屬的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。1.1土壤重金屬形

8、態(tài)分析:國外發(fā)展趨勢國外關(guān)于土壤重金屬污染的報道可以追溯到19世紀日本足尾銅山污染事件。20世紀50年代前后，日本出現(xiàn)了“水俁病”和“骨痛病”，在發(fā)現(xiàn)它們是汞和鉻污染造成的公害后，重金屬污染備受關(guān)注。國外許多學者對城市土壤重金屬污染進行了探索。Bilos等人認為城市中有很多污染源，可以向大氣和土壤中釋放大量的重金屬，因此城市綠地土壤重金屬污染更嚴重。研究表明，特定地面物體(如建筑物等)周圍土壤中重金屬的污染程度。)與地面物體的完成時間和位置有關(guān)；此外，人類活動越強烈，重金屬污染越嚴重。工業(yè)化程度與城市土壤中重金屬(如Cd、Cu、Pb、Zn)含量密切相關(guān)。Madrid等人調(diào)查了西班牙塞維利亞主要

9、公園和綠地的土壤重金屬含量，發(fā)現(xiàn)位于居民區(qū)和休閑區(qū)的土壤樣品中Pb、Zn和Cu(尤其是Cu)的含量都超過了可接受的范圍。說明機動車是土壤重金屬含量增加的重要原因。Albasel等人的研究發(fā)現(xiàn)，隨著逐漸遠離公路，土壤中Cu、Pb和Zn的含量迅速降低。這不僅是因為汽車尾氣會向周圍環(huán)境釋放重金屬，而且車輛的正常磨損也會造成重金屬在土壤中的積累。汽車尾氣對重金屬增加的貢獻主要是Pb，對Zn、Cu也有影響。土壤中銅、鋅、鎘的含量，尤其是鉛，與機動車密切相關(guān)。Blakel等人的研究也表明，大氣沉降會導致土壤和作物中重金屬的增加，包括大氣降水和氣液懸浮體進入土壤。根據(jù)Bandnu等人的研究，大氣中的重金屬與

10、土壤中的重金屬密切相關(guān)。在中國，土壤研究剛剛起步。隨著這些研究的興起，人們逐漸認識到土壤中重金屬的特殊性和復雜性及其對生態(tài)環(huán)境的重要影響。陸英、馬建華、關(guān)冬生等的研究成果。也表明城市土壤受到不同程度的重金屬污染，大多數(shù)重金屬污染物的含量水平高于郊區(qū)農(nóng)村土壤。華沙、科隆、漢堡和其他城市的研究結(jié)果結(jié)果表明，同一城市的土壤重金屬含量存在顯著的空間差異，即使在很短的距離內(nèi)也是如此。重金屬的含量會完全不同。同一種重金屬在不同城市的含量存在顯著差異。由于城市建設(shè)，如建筑和道路建設(shè)，以及工業(yè)廢氣、生活垃圾和運輸廢氣的排放，城市土壤剖面往往發(fā)生嚴重變化，土壤中混合著許多不同來源的物質(zhì)，最終導致自然土壤發(fā)生層的

11、破壞。許多土壤剖面的上下層之間沒有遺傳聯(lián)系，最終結(jié)果之一是重金屬含量在剖面中的分布是不規(guī)則的，這一點已被國外許多城市的研究結(jié)果所證實。1.2國外沉積物中重金屬發(fā)展趨勢分析20世紀60年代初，以仁楚bb為首的英國地球化學家對北愛爾蘭、英格蘭和威爾士的河流沉積物進行了系統(tǒng)的地球化學測量，編制了常量元素和部分微量元素圖，分析了它們對人類、動物和植物的影響。20世紀70年代，國外學者對萊茵河、洛杉磯灣、死海、日耳曼灣等水體和沉積物中的重金屬污染進行了研究。Callnnal研究表明，易貝上游沉積物中汞、鎘和鋅的富集程度已達到自然背景值的10100倍。在澳大利亞杰克遜港，海水沉降顆粒中Pb含量高達365-

12、750ug/gZn，700-1l00ug/g，Cu高達170-280 ug/g；印度和德國學者對恒河的研究發(fā)現(xiàn)，與自然背景值相比，流經(jīng)德里和其他城市的河段沉積物中重金屬含量富集了1.5倍以上的Cr和Ni，3倍的Cu、Zn和Pb，14倍的Cd。Olivare-Rieumont等人研究了古巴哈瓦那Almendares河沉積物中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Co的空間分布，發(fā)現(xiàn)該河流重金屬含量處于較高水平，其中三種元素的富集程度最高，富集指數(shù)超過10。20世紀80年代末，美國、加拿大、日本、德國、意大利等國家廣泛開展了以河流沉積物研究為手段的區(qū)域地質(zhì)-地球化學調(diào)查研究。1989年，德國學者FOrsi

13、ner1989發(fā)表專著污染沉積物，詳細介紹了水體沉積物的各種性質(zhì)、污染現(xiàn)狀、評價方法和基準研究。20世紀90年代初，美國、加拿大、澳大利亞等國家研制并生產(chǎn)了統(tǒng)一的沉積物標準物質(zhì)，用于嚴格的實驗室質(zhì)量控制。經(jīng)過幾十年的努力，國際上對河流沉積物重金屬質(zhì)量標準的研究取得了很大進展。一些國家和地區(qū)在形態(tài)學分析的基礎(chǔ)上建立了適合本國和本地區(qū)的SQC(重金屬質(zhì)量標準)。自20世紀70年代以來，中國在珠江、長江、黃河口和大陸架開展了研究。河口和近海沉積物的地球化學調(diào)查和研究已經(jīng)開展，但大部分工作集中在沉積物的研究上20世紀80年代以來，重金屬的吸附和表面絡(luò)合方法特別關(guān)注重金屬和其他元素的定位。比如金湘燦開始

14、研究重金屬在河流沉積物中的吸附特性。到目前為止，我國部分大河已有學者進行研究:京生J研究了我國東部20條河流懸浮物和沉積物的地球化學特征，沉積物中重金屬污染物的化學行為和地理分布規(guī)律，分析研究了湘江、金沙江、黃河、鴨綠江以及我國東部河流沉積物和懸浮物中重金屬的賦存形態(tài)。王連生等對淮河沉積物中的重金屬進行了測定和評價。結(jié)果表明，淮河沉積物中含有一定量的重金屬，其中銅、鉛、鉻和鎳污染程度較高。周福來等對特定條件下淮河段沉積物中的Cr、Zn、Cu進行模擬淋溶實驗，得出河流下游Cr、Cu富集強烈的結(jié)論。許多學者對太湖進行了深入的研究。王海等人采用BcR三步分級提取法分析了太湖表層沉積物中重金屬的形態(tài)，

15、并通過不同形態(tài)中8種重金屬的含量評價了太湖沉積物中重金屬的生物有效性。王新偉、何江等人在系統(tǒng)的形態(tài)分析和實驗研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合重金屬在上覆水、懸浮物、沉積物和孔隙水中的分布特征，對黃河及清水段水體和河流沉積物中重金屬的存在形態(tài)、污染特征、吸附和釋放進行了大量的研究，得出結(jié)論:黃河沉積物中重金屬Pb、Cd受到污染，尤其具有較大的潛在生態(tài)危害和風險。2.3形態(tài)學分析方法土壤和水沉積物中的金屬形態(tài)也直接影響動植物的生物活動。許多學者提出了從土壤和沉積物中提取不同化學形態(tài)重金屬的不同方法和工藝，包括單級提取和多級連續(xù)提取。單級提取法通常指生物可利用的提取法，直接用選擇性化學試劑(5%硝酸或1mol/L

16、 HCl).)提取該方法操作簡便，提取時間短，便于直觀了解土壤污染程度，判斷其對農(nóng)作物的潛在危害。多級連續(xù)萃取是利用萃取劑對不同物理和化學形態(tài)的重金屬的反應(yīng)性不斷增加的選擇性和專一性，從顆粒樣品中逐步萃取出不同有效性的重金屬的方法。常用的多級連續(xù)萃取法有福斯特納法、泰西耶法和BCR法，其中泰西耶法和BCR法最具權(quán)威性。福斯特納法將重金屬的形態(tài)分為可交換態(tài)、碳酸鹽態(tài)、易還原態(tài)(主要是可還原態(tài))、中等可還原態(tài)、可氧化態(tài)和殘渣態(tài)。Tessier方法將重金屬的賦存形態(tài)分為可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機結(jié)合態(tài)、硫化物結(jié)合態(tài)和殘渣態(tài)。BCR法將重金屬的賦存形態(tài)分為可提取態(tài)、可還原態(tài)、可氧化

17、態(tài)和乙酸態(tài)。在方法的基礎(chǔ)上，周等對生態(tài)地球化學中的重要目標元素Cu Pb Zn Cd Co Cr Mn Mo Ni As Se Hg進行了更深入的研究，并對這種形態(tài)分組方案的可行性進行了探討。3.大明湖土壤和沉積物中重金屬的形態(tài)分析。3.1土壤中重金屬的形態(tài)分析根據(jù)地形、水文、氣候、植被、母巖、母質(zhì)等自然條件的差異和人為生產(chǎn)活動的影響，周邊自南向北、自上而下分布有棕壤、褐土、潮土、砂黑土、水稻土、風積沙土等6個土類、13個亞類、27個土屬、72個土類。文等采用連續(xù)提取法提取周邊地區(qū)不同形態(tài)的土壤樣品，測定各采樣點乙酸可提取態(tài)、可還原可提取態(tài)、可氧化可提取態(tài)和殘渣態(tài)四種形態(tài)重金屬Cd、Co、Cu

18、、Mn、Ni、pb、Zn、as、CR的含量。結(jié)果如下表所示:形式平均值鎘鈷銅錳鎳平裝書鋅如同鉻乙酸也可提取潮濕土壤0.2381.4281.128113.8980.2307.09717.4580.0350.208棕土0.2470.1351.66582.3290.0436.64517.0520.0500.215棕土0.1721.7111.394118.0240.2435.43811.491名詞（noun的縮寫）D0.201也可回收提取潮濕土壤0.1912.5601.619124.7620.55712.33321.651未注明出版日期（nodate）0.246棕土0.2223.1762.805189

19、.1051.79115.18337.907未注明出版日期（nodate）0.238棕土0.2972.4551.806149.8340.4625.97322.746未注明出版日期（nodate）0.382也可氧化提取潮濕土壤0.2911.3852.69730.2254.1444.69825.0070.3280.787棕土0.2571.1211.94030.7543.9365.74417.4870.3820.320棕土0.0461.1522.75627.1742.5942.95916.7490.2930.716殘余狀態(tài)潮濕土壤2.91810.06319.407283.08438.27880.204

20、61.547391.78560.15棕土3.5678.69221.176282.34833.24872.88056.394482.22963.109棕土4.20510.37921.333267.13932.860124.48274.262337.45953.8833.2大明湖沉積物中重金屬的形態(tài)分析胡明湖位于省市中心，面積46公頃。湖水由城市泉水匯聚而成。由于城市污水的排放，大明湖被污染了。目前，尚未有國外學者對大明湖沉積物中重金屬進行形態(tài)分析。、辛等采用Forstner形態(tài)分類法進行研究，總結(jié)了沉積物中鉛、鉻、鋅、錳、鈣、鐵、銅、鍶的形態(tài)分布規(guī)律。結(jié)果如下表所示:3.3治理對策土壤重金屬污染

21、具有隱蔽性、長期性和不可逆性，部分重金屬不易被植物和微生物降解，重金屬污染土壤修復難度大。污染物不僅會使土壤退化，降低農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，還會通過食物鏈在人體內(nèi)富集，從而危害人體健康和生命。因此，重金屬污染土壤的修復已成為國際研究的熱點。根據(jù)原理，重金屬污染土壤的處理和修復大致可分為物理、化學、生物和農(nóng)業(yè)方法。目前修復重金屬污染的方法主要有兩種:改變重金屬的存在狀態(tài)，降低其活性，使其鈍化，脫離食物鏈，降低其毒性。利用專門的植物吸附土壤中的重金屬，然后去除植物，或者利用工程技術(shù)將重金屬變?yōu)榭扇軕B(tài)和游離態(tài)，然后收集淋洗液中的重金屬，達到回收重金屬和減少土壤中重金屬的雙重目的。四。需要解決的關(guān)鍵問題

22、1.土壤和沉積物中重金屬的主要分析方法2.摘要:通過研究大明湖不同土壤和沉積物中重金屬的形態(tài)分析結(jié)果，了解重金屬的主要存在形態(tài)，并根據(jù)結(jié)果提出可行的對策。研究思路和方法通過收集豐富的資料和現(xiàn)有的理論知識，我們可以了解土壤和大氣中金屬污染的來源和危害?？偨Y(jié)不同的分析方法，了解其污染特征，做好系統(tǒng)深入的分析記錄。根據(jù)不同的分析方法，對大明湖不同土壤和沉積物中重金屬的形態(tài)分析結(jié)果進行研究，找出重金屬的主要存在形態(tài)，并提出可行的解決方案。不及物動詞本主題的時間表(1)第1-4周:聯(lián)系指導老師，確定畢業(yè)設(shè)計，查閱資料，做開題報告和文獻綜述，翻譯相關(guān)英文文獻。(2)第6-5周:收集閱讀土壤中重金屬的來源和危害的相關(guān)資料，并進行整理。(3)第7-8周:收集閱讀土壤中重金屬形態(tài)分析方法的相關(guān)資料并進行整理。(4)第9-10周:收集閱讀土壤中重金屬形態(tài)分布影響因素的相關(guān)資料并進行整理。(3)第11-13周:論文寫作階段，針對收集到的資料，撰寫論文。(4)第14-15周:答辯階段，修改論文，做ppt，準備答辯。參考1.、辛、向峰、白潔、葉、王昭君、唐厚全。大明湖沉積物中重金屬的形態(tài)分析。省計量院:96 982.鄒曉東，蘇平朱穎人。大明湖沉積物中重金屬的形態(tài)分析:128 1313.王、陸、郭光、紀慧敏。沉積物中重金屬的形態(tài)和生物有效性研究進展。安全與環(huán)境工程，2009，16(4):