論文開題：九龍江河口柱狀沉積物重金屬的賦存形態(tài)分析

大學本科畢業(yè)論文(設計)開題報告
學院：化工學院 專業(yè)班級：　08環(huán)境科學　
課題名稱 九龍江河口柱狀沉積物重金屬的賦存形態(tài)分析

1、本課題的研究目的和意義：
重金屬形態(tài)分析已成為現(xiàn)代分析化學特別是環(huán)境分析化學研究領域的一個熱門方向。近年來研究表明，沉積物中的重金屬總量不能充分反映重金屬污染物對環(huán)境的危害，環(huán)境中重金屬的遷移性、生物有效性及生物毒性與重金屬污染物在沉積物中的存在有重要的聯(lián)系。因此，沉積物中的重金屬形態(tài)分析已成為沉積物研究不可缺少的部分。沉積物作為生物可利用重金屬的一個重要蓄積庫，其所含的重金屬可以通過食物鏈被植物、動物成倍地富集。由此可見，沉積物中的重金屬的毒性不僅與其總量有關(guān)，更大程度上由其形態(tài)分布所決定。環(huán)境中重金屬的遷移性、生物有效性及生物毒性與重金屬污染物在沉積物中的存在形態(tài)有關(guān)。
廈門海域是我國東南沿海的重要港口和對臺貿(mào)易口岸。自20世紀80年代開始，就有許多學者對該地區(qū)的重金屬特征進行了研究。九龍江是流入本區(qū)的最大河流，九龍江河口區(qū)是河流徑流和海洋潮流相互作用的地區(qū)。它主要承接了九龍江兩大支流(北溪和西溪)的來水和泥沙，同時隨著潮汐運動吞吐著臺灣海峽的潮流，由于受到其獨特的海岸以及水下地形地貌和沿海諸島(廈門島、大小金門島等)的影響，水文泥沙情況比較復雜。在九龍江口附近存在著底層余流輻合區(qū)，導致九龍江攜帶來的泥沙在這里堆積，但與之對應的沉積物重金屬污染物分布狀況的相關(guān)報道
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取法，簡稱Forstner法；歐共體標準物質(zhì)局(Community Bureau of Reference，簡稱BCR，現(xiàn)已更名為the Standards，Measurements and Testing Programme，M＆T)于1992年提出的一種三級4步提取法，簡稱BCR法。Tessier法將重金屬賦存形態(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)和硫化物結(jié)合態(tài)、殘渣態(tài)，該法是目前應用最廣泛的方法。Forstner法將重金屬形態(tài)分為六種：可交換態(tài)、碳酸鹽態(tài)、易還原態(tài)(主要是Mn還原物)、中等還原態(tài)、可氧化態(tài)、殘渣態(tài)。BCR法把重金屬賦存形態(tài)分成4種：乙酸可提取態(tài)、可還原態(tài)、可氧化態(tài)及殘渣態(tài)。經(jīng)過多個實驗室之間的對比研究表明，BCR方法的重現(xiàn)性較好，且非常適合于河流底泥沉積物重金屬的分析。目前，BCR法在歐洲各國得到廣泛的應用。
Fessier法、Forstner法和BCR法這3種方法的區(qū)別主要在于所用試劑和具體操作條件不同。基本上均是把沉積物中重金屬的形態(tài)分為可溶態(tài)、可還原態(tài)、可氧化態(tài)和殘渣態(tài)4種，而在個別形態(tài)上有所區(qū)別。Tessier法和Fomtner法形態(tài)分類的區(qū)別在于Forstner法將Tessier法中的鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)分成了易還原相和中等還原相。Tessier法和Forstner法在提取劑和試驗條件方面有所不同。另外BCR法的第3步可氧化態(tài)實際上與Tessier法第4步的有機結(jié)合態(tài)和硫化物結(jié)合態(tài)基本相同，均把有機結(jié)合態(tài)與硫化物結(jié)合態(tài)兩種形態(tài)化合物視為一類。BCR法和Tessier法兩種方法的不同在于提取劑類型及提取條件等不同。有的學者比較了BCR法和Tessier法的效果，用于污水廠污泥的相態(tài)分析，結(jié)果表明BCR法的可氧化物提取比Tessier法更有效。BCR順序提取方案獲得了良好的實驗室間的可比性，目前，BCR提取法已成為國內(nèi)外研究土壤、沉積物重金屬污染形態(tài)廣泛應用的方法。
形態(tài)分析雖然能夠在一定程度上反映自然與人為作用對沉積物中重金屬來源的貢獻，并反映重金屬的生物毒性，但到目前為止，形態(tài)分析提取方法仍存在許多不足與缺陷，如反應不徹底、不完全；實驗過程對提取有效性的影響；樣品中重金屬含量的實際值與理論值之間有一定的差異；粒度分布與礦物組成會影響濃度的準確性；樣品制備過程形態(tài)將發(fā)生改變等。而且使用不同的提取方法及提取過程中使用不同的試劑會對結(jié)果產(chǎn)生影響，從而不同的提取方法取得的數(shù)據(jù)之間缺乏可比性。
2.2 國內(nèi)外沉積物重金屬形態(tài)的研究進展
河流沉積物在水體中的特殊重要性及重金屬的毒性特征,使得開展重金屬元素在水體沉積物中的含量、分布規(guī)律、變化形式和遷移規(guī)律研究已成為目前環(huán)境科學領域中十分重要的研究內(nèi)容和任務。國內(nèi)外學者詳細研究了河流沉積物中重金屬的背景值研究、污染河流沉積物中重金屬的沿程分布規(guī)律；沉積物剖面中重金屬含量的變化趨勢以及由此反映出污染歷史；探討影響沉積物中重金屬含量的主要因素；采用多種生物、化學方法分析了沉積物中重金屬的形態(tài)賦存特征；在上述研究的基礎上,開展沉積物中重金屬潛在生態(tài)風險預測研究；同時,結(jié)合已有的文獻與調(diào)查資料,借鑒現(xiàn)有的研究理論與方法,采用數(shù)理統(tǒng)計方法,找出可能的污染源,為污染區(qū)域的重金屬污染治理與控制提供科學參考。此外，近年來，在大區(qū)域沉積物重金屬污染研究中應用GIS,遙感等技術(shù),使得對河流沉積物中重金屬的研究更為深入、廣泛、精確。
2.2.1 國內(nèi)研究概況
國內(nèi)學者“六五”期間曾對松花江進行了大規(guī)模的環(huán)境背景值調(diào)查研究,同期也對珠江、長江流域的洞庭湖水系環(huán)境背景值進行了調(diào)查；“七五”期間對長江流域進行了較全面的環(huán)境背景值調(diào)查與研究。我國東部河流沉積物中Cu、Zn、Ph、Cd、Co含量之間存在著顯著的相關(guān)性，KENDALL的秩相關(guān)系數(shù)計算的結(jié)果表明，沉積物中這些金屬的含量具有共同變化的趨勢。自1983～2002年，珠江口水體表層沉積物中重金屬元素Cu、Pb、Zn、Cd的含量都有不同程度的升高，這種現(xiàn)象是近期污染的結(jié)果。長江(南京段)現(xiàn)代沉積物中重金屬含量略高于其背景含量，沉積物中重金屬含量隨時間由老到新逐漸增高，在同一沉積平面上，沉積物中重金屬含量相近。
2.2.2 國外研究概況
國外學者早期對萊茵河、剛果河、多瑙河等河流水體的重金屬污染進行了研究，到目前基本包括了所有重要的河流；VLAD IMIR等研究了Pasvik River排水渠沉積物中重金屬的背景濃度，重金屬在沉積物中的垂直分布，重金屬在表層沉積物中的空間分布，根據(jù)研究結(jié)果對Pasvik River沉積物重金屬污染做出了生態(tài)風險評價；WO ITKE等探討了多瑙河水體中懸浮物和沉積物中的重金屬污染狀況，并用富集因子對各河段重金屬污染進行了評價；CHARLES研究了Lahn River河道沉積物中重金屬的含量。SEGURA等對Mapocho River沉積物重金屬Cu、Pb、Zn、Cd總量及各金屬形態(tài)隨季節(jié)的變化特征進行研究后發(fā)現(xiàn)，該河流表層沉積物中的Pb含量呈自上游至下游逐漸增加的趨勢，Cu則呈從上游至下游含量逐漸降低的規(guī)律，而沿程沉積物中Zn的含量分布呈現(xiàn) ……（未完，全文共7905字，當前僅顯示2776字，請閱讀下面提示信息。收藏《論文開題：九龍江河口柱狀沉積物重金屬的賦存形態(tài)分析》）