1、毕业论文开题报告环境工程宁波市区主要生活社区土壤重金属含量的调查及评价一、选题的背景与意义重金属是指比重大于5的金属，包括金、银、铜、铁、铅等，重金属在人体中累积达到一定程度，会造成慢性中毒。城市土壤作为城市环境的重要组成部分，是城市污染物重要的源和汇，直接影响到城市生态环境质量和人体健康。随着我国工业会和城市化进程的加快，工业、交通、生活等所产生的大量污染物进入土壤，使得城市土壤的各种性质发生了变化。重金属作为一种持久性有毒污染物，进入城市土壤后不能被生物降解，并能通过扬尘和手口直接接触等途径进入人体，在人体内积累，危害人体健康。土壤中的重金属还可通过淋洗和径流等作用污染地表水和地下水，对水
2、环境造成潜在危害。因此，近年来城市土壤重金属污染已成为一个研究热点。其含量是影响城市居民身体健康的一项重要指标。通过土壤影响人体健康的重金属有汞、镉、铅、砷、铜、锌等。土壤中的重金属含量不同对人体的影响也不同。低剂量的重金属能引起急或慢性中毒,抑制酶的活性,破坏正常的生物化学反应,如铜和矾具有抗生殖作用、铅和汞能影响胚胎正常发育、铅对儿童有很强的神经毒性等。土壤与水体。土壤中的各种物质成分,经过雨水淋漓后会通过地表径流、渗流、地下径流,最终有一部分进入饮用和娱乐水体中。目前，国内外都针对城市土壤重金属污染的现状做过许多研究，取得了一系列的研究成果。制定了与土壤重金属相关的含量标准体系（土壤环境
3、质量标准），并发明了一系列土壤修复方法。目前，GIS技术结合多元统计方法及富集系数法，是区分人为或自然来源重金属的常用方法，可以较有效地进行城市土壤重金属的判源分析。另外，同位素地球化学示踪技术也可以有效追踪城市环境污染物的来源，特别是铅同位素示踪在研究城市土壤重金属来源中起到了独特的作用。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题宁波市的地理环境宁波地处宁绍平原，纬度适中，温和湿润，冬夏季风交替明显，但由于所处纬度常受冷暖气团交汇影响，加之倚山靠海，特定的地理位置和自然环境使各地天气多变，差异明显，灾害性天气相对频繁，但同时也形成了多样的气候类型，给发展多种经营提供了有利的自然条件。重金属进入土壤
4、后,首先和必然发生的过程是吸附和解吸,而吸附和解吸是控制土壤重金属活性的重要物理化学过程之一。因此研究城市土壤中重金属的影响因素对预测重金属的环境效应具有一定的指导意义,可以为确定环境容量,也可以为制定相关土壤环境标准,研究重金属在土壤中的迁移提供理论依据在查阅文献的基础上，了解土壤重金属含量的采样方法、检测方式、以及对土壤重金属含量调查及评价的意义所在。通过对宁市区主要生活社区的土壤样本重金属含量的检测，确定调查区的土壤重金属含量，并对其进行环境评价。本次测定将以土壤中铅、镉的含量为出发点，在对社区土壤进行重金属污染预防措施的同时并对污染超标的社区提出相适宜的土壤修复建议。三、研究的方法与技
5、术路线土壤或底质中CD、PB总量的测定，可将土壤试样经过盐酸、硝酸和高氯酸消解处理后进行原子吸收测定。CD、PB（低含量时），可用碘化钾甲基异丁酮萃取富集分离后测定，方法简便、灵敏、准确、选择性好。可以排除背景和基体效应的干扰。CD、PB含量低时也可用石墨炉无火烟法测定，含量较高时，可不经萃取，直接将消解液喷入空气乙炔火焰中进行测定。（但土壤受污染的成份复杂时，最好经过萃取分离）。最低检出限为CD为01MG/KGPB为1MG/KG。原子吸收分光光度计工作原理1原子吸收分光光度计主要由单光束型和双光束型（如图所示）。单光束型原子吸收分光光度计示意图双光束型原子吸收分光光度计示意图1原子吸收分光光
6、度计主要分四个部分21光源目前最常用的锐线光源是空心阴极灯。22原子化系统原子化系统的作用是将试样中的待测元素移变成原子蒸汽。使试样原子化的方法有火焰原子化方法和无火焰原子化方法两种。221火焰原子化装置目前应用最广的是火焰原子化系统，由喷雾器、雾室、燃烧器三个部件组成。即试样经化学处理制成溶液后由喷雾器吸入雾室，然后以雾珠状态进入火焰，并在火焰高温下蒸发解离成基态原子。222无火焰原子化装置电热高温石墨管、石墨坩埚、石墨棒、钽舟、镍杯、高频感应加热炉、空心阴板溅射、等离子喷焰、激光等等。此装置可以提高原子化效率，使灵敏度增加10200倍，因而近年来得到较多应用。3分光系统分光系统在原子吸收分
7、光光度计中采用单色器，单色器的作用是将待测元素共振线与邻近谱线分开。最常用的单色器色散元件使棱镜或光栅等，使用的波长范围，一般在19009000埃之间，除碱金属元素之外，大部分的元素灵敏度分析线在20005000埃范围之内。4检测系统检测系统的作用是将来自锐线光源入射光径火焰介质吸收和单色器色散后的光信号变为电信号，然后用电学系统放大后进行测量。仪器工作时应充分预热后才能使用。长时间测定时应注意空心阴极灯、气压、喷雾状态等的变化，最好经常用标准溶液进行校正。三、实验内容步骤1标准曲线绘制（1）配制每毫升含CD5G,PB50G的混合标准溶液。分别向6个已编号的50ML容量瓶中，按顺序加入000,
8、050,100,150,200,250ML混合标准液，用01MOLL1盐酸或01MOLL1硝酸稀释至标线,摇匀。此系列为含镉000、005、010、015、020、025GML1，含PB分别为000、050、100、150、200、250GML1的标准液系列。（2）分别准确吸取上述标准系列混合液20ML于6个已编号的50ML具塞试管中，加2ML浓盐酸，2ML2MOLL1碘化钾溶液，02G抗坏血酸，摇匀，准确加入10ML甲基异丁酮，萃取12MIN，静置分层后，将有机相喷入空气乙炔火焰进行测定。分别以吸光度为纵坐标，CD,PB低含量时含量为横坐标，绘制标准曲线。仪器测定条件如下表51所示。表51原
9、子吸收分光光度计测定CD，PB条件元素测定波长燃气助燃气测定相火焰类型曲线范围（NM）（GML1）CD2288乙炔空气有机相氧化型00512288乙炔空气有机相氧化型0051PD2888乙炔空气有机相氧化型05102样品分析（1）样品预处理取通过025MM筛的风干土样0510G,置于50ML消煮管中，加少许水湿润，加王水4ML，盖上小漏斗，于消煮炉上加热保持微沸（温度控制在250左右），直到管内溶液剩余很少时，即可拿下，然后再加入1ML王水，放入消煮炉上继续加热（温度控制在300左右），直到管中溶液近干时，滴加1ML高氯酸，继续加热，直到冒白烟，强火加热（温度不能超过380），直到土样呈灰白色
10、，但要注意不要出现棕色烧结干块。若出现此情况，需要再加少许王水复原仍为白色。同时做空白实验。取下样品冷却，用1的硝酸溶液冲洗小漏斗，然后定容至标线。塞紧塞子，摇匀。等溶液清亮以后，即可测定。（2）测定同标准曲线操作步骤（2）。四、结果计算土壤镉、铅含量（MG/KG）MVV总/W式中M从曲线查得含量（G）V萃取测定的样品体积（ML）V总试样定容总体积（ML）W烘干样重量（G）。五、实验仪器和试剂（一）主要仪器原子吸收分光光度计，镉铅单元素空心阴极灯、消煮管、消煮炉、小漏斗、容量瓶等。（二）试剂1硝酸特级纯2盐酸特级纯3高氯酸优级纯42MOLL1碘化钾溶液称取3334G碘化钾溶于1L去离子水中。5
11、抗坏血酸6甲基异丁酮（MIBK）7镉标准贮备液8称取050000G金属镉粉（999）溶于适量11盐酸中，转移入500ML容量瓶中，用去离子水稀释至标线。此溶液每毫升含100毫克镉。测定时，将此溶液逐级稀释为1ML含5G的镉标准使用液。8铅标准贮备液称取05000G金属铅（999）,用适量11硝酸溶液溶解后，移入500ML容量瓶中，用去离子水稀释至标线。此溶液每ML含100MG铅。六、注意事项若试样中镉、铅含量超出标准曲线范围时，可用甲基异丁酮稀释后测定。在消解过程中，黑色底质，泥炭质土壤或其它含有机质过多的土壤应多加王水，并反复加几次，使大部分有机物消解完毕，方能加高氯酸以免有机物过多引起强烈
12、反应，致使瓶中有机物溅出甚至爆炸。消解时必须在通风良好的通风橱中进行。土壤用高氯酸消解近干后，土渣仍为深灰色，说明有机物还未消解完全，应再加少量（13ML）高氯酸或加数滴双氧水，重新消解至白色或灰白色，呈糊状为止。用高氯酸消解有机物，应尽可能地将过量高氯酸白烟驱尽，否则加入碘化钾时产生大量高氯酸钾沉淀影响测定，而少量沉淀并不影响测定。高氯酸的纯度对空白值影响很大，直接关系到结果的准确度。因此在消解时，应注意加入高氯酸的量和试样保持一致，并尽可能地少加，以便降低空白值。在进行萃取测定时，有机相分层后，应立即测定，因为样品中的某些元素被分解较快，有的元素则可保持15H以上不分解，可根据情况，在稳定
13、的时间内完成测定。消煮后次日测定，不宜放置过久四、研究的总体安排与进度1建工学院有机化学实验室2进度2010年11月26日2010年12月15日，完成开题报告和文献综述，进行开题；2010年12月16日2011年5月6日，实验设备的设计和加工，实验的开展，数据的处理以及论文的撰写2011年5月7日2011年5月12日，完成论文的撰写工作，定稿，准备答辩2011年5月13日，答辩。五、主要参考文献1景秀土壤化学与环境M北京化学工业出版社20082吴春发复合污染土壤环境安全预测预警研究D浙江大学硕士论文,20083李静重金属和氟的土壤环境质量评价及健康基准的研究D中国优秀博硕士学位论文全文数据库博
14、士,20064刘爱华重金属和氟的土壤环境质量评价及健康基准的研究D中国优秀博硕士学位论文全文数据库博士,20055张文具,范华义天津市土壤中CD、HG、AS、PB、CU、ZN、NI环境标准制订J城市环境与城市生态,2002,15347486蒋海燕,刘敏,黄沈发等城市土壤污染研究现状与趋势J安全与环境报,2004,4573777肖桂义城市环境地球化学研究现状、问题和对策D吉林大学,20058蒋海燕上海城市土壤、地表灰尘环境特征分析及其管理体系研究D华东师范大学,20059胡宁静贵溪地区污灌水稻土重金属环境地球化学研究与环境评价D成都理工大学,200310侯佳渝汉源唐家铅锌矿周边农田土壤重金属元素
15、的环境地球化学研究与环境评价D成都理工大学,200611冯锦霞基于GIS与地统计学的土壤重金属元素空间变异分析D中南大学,200712万红友,周生路,赵其国,张学雷苏南经济快速发展区土壤CU、NI、PB、ZN形态及其有效性定量分析以昆山市为例J江西农业学报20107474353813赵翠翠,南忠仁,王胜利,曾静静,刘姣,晋王强兰州市主城区土壤重金属空间分布特征及污染评价J2010614尚素微，柴振林，朱杰丽，蒋步云浙江省杨梅产地土壤重金属含量水平及其评价J江西农业学报2010,224666815崔德杰张玉龙土壤重金属污染现状与修复技术研究进展J沈阳农业大学，20046353353716BITY
16、UKOVAASHOGENOVAL,BIRKEMURBANGEOCHEMISTRYASTUDYOFELEMENTDISTRIBUTIONSINTHESOILSOFTALLINNESTONIAJENVIRONMENTALGEOCHEMISTRYANDHEALTH,2000,22217319317YAMANMNICKELSPECIATIONINSOILANDTHERELATIONSHIPWITHITSCONCENTRATIONINFRUITSJBULLETINOFENVIRONMENTALCONTAMINATIONANDTOXICOLOGY,2000,65454555218STOURAITIC,XENIDISA,PASPALIARISIREDUCTIONOFPB,ZNANDCDAVAILABILITYFROMTAILINGSANDCONTAMINATEDSOILSBYTHEAPPLICATIONOFLIGNITEFLYASHJWATER,AIR,ANDSOILPOLLUTION,2002,13724726519ALPASLANB,YUKSELENMAREMEDIATIONOFLEADCONTAMINATEDSOILSBYSTABILIZATION/SOLIDIFICATIONJWATER,AIR,ANDSOILPOLLUTION,2002,133253263
