1、 中 北 大 学毕业论文开题报告学 生 姓 名：张文琴学 号：1304044118学 院： 化工与环境学院专 业： 环境工程设计(论文) 题目： 灌溉土壤中有机物污染特征研究指导教师: 贾峰年 月 日开题报告填写要求1开题报告作为毕业论文答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业论文工作前期内完成，经指导教师审查后生效；2开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3学生写文献综述的参考文献一般应不少于 10 篇（不包括辞典、手册） 。文中应用参考文献处应标
2、出文献序号，文后“参考文献”的书写，应按照国标 GB 771487文后参考文献著录规则 的要求书写，不能有随意性；4学生的“学号”要写全号（如 0201140102,为 10 位数） ，不能只写最后 2 位或 1 位数字；5. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004 年 3 月 15 日”或“2004-03-15”；6. 指导教师意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。毕 业 论 文 开 题 报 告1选题依据：1.1 研究目的土壤是人类赖以生存的主要资源之一,是人类生态环境的
3、重要组成部分,也是物质 生物地球化学循环的储库;它对环境具有敏感性。研究表明,土壤环境日益恶化的原因是多方面的,如农业上化肥使用量的不断增加,化学农药的广泛使用,工业废水侵袭农田及有毒有害污染物的排放,以及固体废物特别是有毒有害固体废物的填埋引起的有毒物质的泄露等。被污染的土壤通过对地表水和地下水形成二次污染和土壤-植物系统经由食物链进入人体,直接危及人体健康。因此土壤生态环境的保护与治理已引起人们的普遍关注。针对污水灌溉对土壤产生的污染，及其带来的土壤及地下水有机物含量超标问题，通过查阅文献及试验，分析临汾市七一渠污水灌溉对周边农田土壤有机物污染程度，旨在分析污水灌溉带来的有机物分布情况，为
4、污水灌溉产生的污染问题及其控制提出有效参考 1。1.2 研究范围1.2.1 国内外已有文献的综述土壤是人类赖以生存的主要资源之一，是人类生态环境的重要组成部分，也是 物质生物地球化学循环的储库，它对环境具有敏感性 2。随着人类对化学品的依赖程度越来越高，有机物质对环境的污染也越来越严重。土壤曾被认为具有无限抵抗人类活动干扰的能力。其实，土壤也是很脆弱又容易被人类活动所损害的环境要素。土壤环境一旦遭受污染便很难治理，其危害是深远的。土壤污染具有隐蔽性和滞后性。大气污染、水污染和废弃物污染等问题一般都比较直观，通过感官就能发现 3。而土壤污染则不同，它往往要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残留
5、检测，甚至通过研究对人畜健康状况的影响才能确定。因此，土壤污染从产生污染到出现问题通常会滞后较长的时间。 据 UNEP (联合国环境署) 1990 年的报告( IRRTC) ，每年约有 3-4 亿吨有机物进入环境，其中大部分进入了土壤环境 4。美国 1934 年震惊世界的“黑风暴”引发了有关土壤污染、流失侵害农业生产的担忧，翌年 4 月，国会参众两院通过了土壤保护法 。1980 年，美国国会制定了对由于有害废物和有害物质引起的损害向公众赔偿的法规综合环境应对赔偿责任法(The Canprehensive Envirotrnental Response Canpensation and Liab
6、ility Act CERCLA )，也称作超级基金法( Superfund Act) 。其主要意图在于修复全国范围内的污染地块，并明确清洁费用的承担者，对土壤污染采取“谁污染谁治理”的原则。根据初步评价和场地调查结果，由美国环保局（EPA）决定是否将污染场地列入国家优先考虑名单(Nation Priority List, NPL),用以指导联邦政府对危险废弃物场所投入注意。 EPA 还建立了危害分级系统(Hazard Ranking System,HRS),根据污染物的4 种迁移途径(地下水、地表水、大气和土壤)来评估场地的污染情况,以判定该场地能否进入 NP。 1986 年,美国国会通过了
7、超级基金增补和再授权法案(Superfund A-mendments and Reauthorization Act, SARA),对 CERCLA 进一步补充和完善。为了配合 CERCLA 的实施，美国材料与试验协会(ASTM)于 1993 年首次颁布了场地环境评价标准指南:第 1 阶段场地环境评定程序(E1527)和场地环境评价标准指南:执行筛选程序(E1528)，以保护无辜的土地所有者为目的。这两个标准被用作商业运作中执行 CERCLA 规定，以及对受石油生产污染物影响的场地进行环境评价和界定责任归属的依据程 5。土壤环境日益恶化的原因是多方面的，如农业上化肥使用量的不断增加，化学农药的
8、广泛使用，工业废水侵袭农田及有毒有害污染物的随意排放，以及固体废物特别是有毒有害固体废物的填埋引起的有毒物质的泄露等 68。被污染的土壤通过对地表水和地下水形成二次污染，经土壤-植物系统由食物链进入人体，直接危及人体健康。因此土壤生态环境的保护与治理已引起人们的普遍关注 9。近年来，世界各国开始重视污染土壤治理技术的研究。1995 年仅德国就投资 60 多亿美元进行土壤治理。美国已投入 100 多亿美元的一万多个政府超级基金项目中，有上千个项目是对土壤（包括地下水）的治理技术研究。因此，对土壤中有机污染物的去除以修复被污染的土壤成为国内外环境领域的一个研究热点。 自 1985 年，Bumpus
9、 等在Science发表了白腐菌降解芳香族环境污染物的报道以来，白腐菌降解芳香族环境污染物的研究一直是微生物学、环境生物化学和环境毒理学等学科交叉渗透的热点领域之一。白腐真菌这种担子菌类由于其独特的胞外酶系统及降解污染物的非专一性、彻底性、广谱性及适于固液两种基质等特点被广泛应用于诸如五氯酚的有机污染物质的处理中 10。崔健等对沈阳市城郊土壤中 35 种有机污染物进行了检测，分析了土壤有机污染检出特征和空间分布特征。沈阳市城郊土壤共检出了 15 种有机污染物; 苯并( a) 芘、六氯苯、滴滴涕和六六六的变异系数均大于 1 1114，其污染物浓度局部富集程度高，含量起伏变化大，土壤有机污染呈现“
10、一多三少”的现象，即全区检出有机污染物的采样点多，检出的有机污染物种类较少，有机污染物含量少，且无超标点 15。微生物在崔健等对沈阳市城郊土壤中 35 种有机污染物进行了检测，分析了土壤有机污染检出特征和空间分布特征。沈阳市城郊土壤共检出了 15 种有机污染物; 苯并( a) 芘、六氯苯、滴滴涕和六六六的变异系数均大于 1 16。 在德国，土地污染问题正受到广泛关注。据统计，到 2002 年为止，德国境内大约有 362 000 处场地被疑作受污染场地，面积约 128 000 亩，严重阻碍了所在地区的经济发展，并增加了投资的环境风险性。目前，德国涉及土壤污染防治方面的法律法规主要有 1999 年
11、 3 月实施的联邦土壤保护法案(The Federal Soil Conservation Act)区域规划法案( Regional P fanning Acts)和建设条例( Building Code)。 联邦土壤保护法案艇供了土壤污染清除计划和修复条例;区域规划法案和建设条例则涵盖了土地开发、限制绿色地带( Green field 指未被污染、可开发利用的土地)开发方面的法规，并制定了土壤处理细则方面的基本指南 1720。 其污染物浓度局部富集程度高，含量起伏变化大，土壤有机污染呈现“一多三少”的现象，即全区检出有机污染物的采样点多，检出的有机污染物种类较少，有机污染物含量少，且无超标点
12、 21。受污染的土壤中的存活和性能是决定生物修复成败的关键。土壤是一个相对贫瘠的环境，许多微生物生长代谢所要求的条件难以具备，需要采取措施加以满足 22。70年代后期，由于经济的不断发展，生活以及工业污水排放量的迅速增加，全国污灌的面积也不断增大，大量废水未经过处理就直接进行灌溉，给农田环境污染加重，对农村的用水安全造成了威胁，这个时期，人们开始对污水灌溉造成水、土、粮污染产生了怀疑。在 1972 年全国污水灌溉会议上，制定了“积极慎重”的发展方针和污水灌溉的水质标准，因此，中国污灌面积得到了稳步发展 2325。我国 90%以上的灌溉面积主要集中在北京、天津、河北、山东、辽宁、山西、新疆等淮河
13、以北水资源短缺地区2628。实验室中培养出来的微生物，在自然环境中的生长繁殖能力的强弱对其能否实际应用于田间而发挥作用极其重要。黄孢原毛平革菌的最适定居场所为腐朽的木材，对于土壤而言，它是一种外来生物，要使其能在土壤中生长繁殖，难度很大。因此，寻求该菌在土壤中增殖的条件对有机污染的土壤的生物修复的意义显得尤为重要 2930。1.2.2 研究工作的意义土壤是农作物的直接生长环境! 土壤的卫生状况直接影响着农产品的卫生质量。近年来， 随着有机污染物种类的不断增多， 成分日趋复杂， 农田被污污染物! 仅有机物就占 114 种; 目前我国直接引用工业及城市下水道污水灌溉面积 51.2 万公顷! 使用超
14、过农灌水质标准的水体灌溉的面积为 310.7 万公顷。 中国环境监测总站根据我国的有毒化学品的污染特征，结合国外的文献资， 提出了反映我国环境特征的环境优先污染物黑名单，包括 14 类，64 种优先控制污染物。其中有机污染物 12 类，58 种占总数的 58.3 %。可见有机物污染不容忽视。 目前对水体和大气的研究比较多， 而关于土壤有机物污染方面的研究报道较少， 在现行的土壤质量标准中! 缺少特定有机污染物的卫生标准。 本次研究旨在通过对特定区域不同方式灌溉土壤为研究对象， 用气相色谱质谱联用仪对土壤有机污染物进行分析，观评价污灌土壤中有机物的污染状况，了解污染现状，为污灌区土壤污染特征提供
15、研究实例。毕 业 论 文 开 题 报 告研究方案：2.1 研究内容有机污染物对于环境的污染已经越来越受到人们的关注和重视，而土壤环境是重要的污染领域之一，以农药的使用为例，已有数据显示，对作物起作用的农药只占施用量的 10%30%，而 20%30%进入大气和水体，50%60%则残留在土壤中。由于土壤植物和一些生物的营养来源，所以土壤中的有机污染物会通过食物链发生传递和迁移，目前动物和人类自身都遭受有机污染物的污染和威胁。土壤中有机污染物的监测一直是环境工作者的重要内容，但由于有机物种类繁多，且以不同途径与土壤结合，特别是有些农药与土壤还有较强的耦合作用，因此对土壤中有机污染物的提取一直以来是分
16、析检测工作的薄弱环节。 土壤、淤泥等固体、半固体样品中微量有机污染的含量测定是一项比较复杂的过程，限于分析仪器技术及灵敏度的原因，至今尚无可以直接进样进行固体样品中。有机物分析的仪器诞生，这就需要分析领域的研究者们不断地进行前处理手段的研究满足不同的分析需求。 固体样品的前处理过程一般地分为粉碎、过目、萃取、净化、浓缩等多个过程，然后才可以利用气相色谱、液相色谱或者质谱仪器进行分析。实验包括前期的调研，土壤的采样，土壤的预处理，土壤的中有机物成分分析，结果分析与讨论。2.2 研究方法2.2.1 土壤及沉积物中样品中有机氯农药的测定空白、样品及加标样品的制备 取空白石英砂后，用正已烷清洗或于 4
17、00度下烘干，做空白及空白加标样品。 样品风干并研磨至 10100 目之间后待用。 将研磨好的样品加入一定量的标准物质混合均匀后做为基质加标使用， 快速溶剂萃取 准确称取 20.0 g 土壤样品与 18 g 左右石英砂，充分混均后置于 33 mL 萃取池内并用石英砂填满萃取池，于萃取条件下用丙酮和二氯甲烷体积比为 2:3 的混合溶剂萃取，并对空白样品及空白加标样品同时进行萃取，萃取结束后将萃取液转移至 K-D 浓缩装置上浓缩至 12 mL（水浴浓缩温度 80） ，待净化。对于含水量较高的样品萃取液中要加入无水硫酸钠脱水。 净化 向每个商品氟罗里硅土小柱中加入 4 mL 正已烷进行活化，缓慢打开
18、萃取柱出口阀，使正已烷穿过吸附剂流出几滴，赶走气泡后，关掉出口阀，使溶剂浸泡吸附床 5 min，以保证小柱被充分活化，然后以 2 mL/L 的速度将正已烷排至近干，再将浓缩液转移至氟罗里硅土小柱中，然后加入丙酮/二氯甲烷（1:9）混合液 9 mL 洗脱目标物并接收洗脱液。 浓缩上机 将净化好的样品放在 K-D 浓缩装置上浓缩至 1mL，加入内标，供气质联用分析用。 2.2.2 土壤及沉积物中样品中多环芳烃的测定空白、样品及加标样品的制备 取空白石英砂后，用正已烷清洗或于 400度下烘干，做空白及空白加标样品。 样品风干并研磨至 10100 目之间后待用。 将研磨好的样品加入一定量的标准物质混合
19、均匀后做为基质加标使用。 快速溶剂萃取 准确称取 20.0 g 土壤样品与 18 g 克左右石英砂，充分混均后置于 33 mL 萃取池内并用石英砂填满萃取池，于萃取条件下用丙酮和二氯甲烷体积比为 2：3 的混合溶剂萃取，并对空白样品及空白加标样品同时进行萃取，萃取结束后将萃取液转移至K-D 浓缩装置上浓缩至 12 mL（水浴浓缩温度 80） ，待净化。对于含水量较高的样品萃取液中要加入无水硫酸钠脱水。 净化 向每个商品氟罗里硅土小柱中加入 4 ml 正已烷进行活化，缓慢打开萃取柱出口阀，使正已烷穿过吸附剂流出几滴，赶走气泡后，关掉出口阀，使溶剂浸泡吸附床 5 min，以保证小柱被充分活化，然后
20、以 2 mL/L 的速度将正已烷排至近干，再将浓缩液转移至氟罗里硅土小柱中，然后加入丙酮/二氯甲烷（1：9）混合液 9 mL 洗脱目标物并接收洗脱液。 浓缩上机 将净化好的样品放在 K-D 浓缩装置上浓缩至 1 mL，加入内标，供气质联用分析用。2.3 进度安排起 迄 日 期 工 作 内 容2017 年2 月 13 日 3 月 5 日 文献检索 (13 周)3 月 6 日 3 月 12 日 撰写开题报告 (4 周)3 月 13 日 4 月 2 日 前期调研 (57 周)4 月 3 日 5 月 7 日 实验与数据处理 (812 周)5 月 8 日 5 月 28 日 撰写毕业论文 (1315 周)5 月 29 日 6 月 4 日 预答辩 (16 周)6 月 5 日 6 月 11 日 论文答辩 (17 周)
