论文开题：九龙江河口柱状沉积物重金属的赋存形态分析

大学本科毕业论文(设计)开题报告
学院：化工学院 专业班级：　08环境科学　
课题名称 九龙江河口柱状沉积物重金属的赋存形态分析

1、本课题的研究目的和意义：
重金属形态分析已成为现代分析化学特别是环境分析化学研究领域的一个热门方向。近年来研究表明，沉积物中的重金属总量不能充分反映重金属污染物对环境的危害，环境中重金属的迁移性、生物有效性及生物毒性与重金属污染物在沉积物中的存在有重要的联系。因此，沉积物中的重金属形态分析已成为沉积物研究不可缺少的部分。沉积物作为生物可利用重金属的一个重要蓄积库，其所含的重金属可以通过食物链被植物、动物成倍地富集。由此可见，沉积物中的重金属的毒性不仅与其总量有关，更大程度上由其形态分布所决定。环境中重金属的迁移性、生物有效性及生物毒性与重金属污染物在沉积物中的存在形态有关。
厦门海域是我国东南沿海的重要港口和对台贸易口岸。自20世纪80年代开始，就有许多学者对该地区的重金属特征进行了研究。九龙江是流入本区的最大河流，九龙江河口区是河流径流和海洋潮流相互作用的地区。它主要承接了九龙江两大支流(北溪和西溪)的来水和泥沙，同时随着潮汐运动吞吐着台湾海峡的潮流，由于受到其独特的海岸以及水下地形地貌和沿海诸岛(厦门岛、大小金门岛等)的影响，水文泥沙情况比较复杂。在九龙江口附近存在着底层余流辐合区，导致九龙江携带来的泥沙在这里堆积，但与之对应的沉积物重金属污染物分布状况的相关报道
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取法，简称Forstner法；欧共体标准物质局(Community Bureau of Reference，简称BCR，现已更名为the Standards，Measurements and Testing Programme，M＆T)于1992年提出的一种三级4步提取法，简称BCR法。Tessier法将重金属赋存形态分为：可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和硫化物结合态、残渣态，该法是目前应用最广泛的方法。Forstner法将重金属形态分为六种：可交换态、碳酸盐态、易还原态(主要是Mn还原物)、中等还原态、可氧化态、残渣态。BCR法把重金属赋存形态分成4种：乙酸可提取态、可还原态、可氧化态及残渣态。经过多个实验室之间的对比研究表明，BCR方法的重现性较好，且非常适合于河流底泥沉积物重金属的分析。目前，BCR法在欧洲各国得到广泛的应用。
Fessier法、Forstner法和BCR法这3种方法的区别主要在于所用试剂和具体操作条件不同。基本上均是把沉积物中重金属的形态分为可溶态、可还原态、可氧化态和残渣态4种，而在个别形态上有所区别。Tessier法和Fomtner法形态分类的区别在于Forstner法将Tessier法中的铁锰氧化物结合态分成了易还原相和中等还原相。Tessier法和Forstner法在提取剂和试验条件方面有所不同。另外BCR法的第3步可氧化态实际上与Tessier法第4步的有机结合态和硫化物结合态基本相同，均把有机结合态与硫化物结合态两种形态化合物视为一类。BCR法和Tessier法两种方法的不同在于提取剂类型及提取条件等不同。有的学者比较了BCR法和Tessier法的效果，用于污水厂污泥的相态分析，结果表明BCR法的可氧化物提取比Tessier法更有效。BCR顺序提取方案获得了良好的实验室间的可比性，目前，BCR提取法已成为国内外研究土壤、沉积物重金属污染形态广泛应用的方法。
形态分析虽然能够在一定程度上反映自然与人为作用对沉积物中重金属来源的贡献，并反映重金属的生物毒性，但到目前为止，形态分析提取方法仍存在许多不足与缺陷，如反应不彻底、不完全；实验过程对提取有效性的影响；样品中重金属含量的实际值与理论值之间有一定的差异；粒度分布与矿物组成会影响浓度的准确性；样品制备过程形态将发生改变等。而且使用不同的提取方法及提取过程中使用不同的试剂会对结果产生影响，从而不同的提取方法取得的数据之间缺乏可比性。
2.2 国内外沉积物重金属形态的研究进展
河流沉积物在水体中的特殊重要性及重金属的毒性特征,使得开展重金属元素在水体沉积物中的含量、分布规律、变化形式和迁移规律研究已成为目前环境科学领域中十分重要的研究内容和任务。国内外学者详细研究了河流沉积物中重金属的背景值研究、污染河流沉积物中重金属的沿程分布规律；沉积物剖面中重金属含量的变化趋势以及由此反映出污染历史；探讨影响沉积物中重金属含量的主要因素；采用多种生物、化学方法分析了沉积物中重金属的形态赋存特征；在上述研究的基础上,开展沉积物中重金属潜在生态风险预测研究；同时,结合已有的文献与调查资料,借鉴现有的研究理论与方法,采用数理统计方法,找出可能的污染源,为污染区域的重金属污染治理与控制提供科学参考。此外，近年来，在大区域沉积物重金属污染研究中应用GIS,遥感等技术,使得对河流沉积物中重金属的研究更为深入、广泛、精确。
2.2.1 国内研究概况
国内学者“六五”期间曾对松花江进行了大规模的环境背景值调查研究,同期也对珠江、长江流域的洞庭湖水系环境背景值进行了调查；“七五”期间对长江流域进行了较全面的环境背景值调查与研究。我国东部河流沉积物中Cu、Zn、Ph、Cd、Co含量之间存在着显著的相关性，KENDALL的秩相关系数计算的结果表明，沉积物中这些金属的含量具有共同变化的趋势。自1983～2002年，珠江口水体表层沉积物中重金属元素Cu、Pb、Zn、Cd的含量都有不同程度的升高，这种现象是近期污染的结果。长江(南京段)现代沉积物中重金属含量略高于其背景含量，沉积物中重金属含量随时间由老到新逐渐增高，在同一沉积平面上，沉积物中重金属含量相近。
2.2.2 国外研究概况
国外学者早期对莱茵河、刚果河、多瑙河等河流水体的重金属污染进行了研究，到目前基本包括了所有重要的河流；VLAD IMIR等研究了Pasvik River排水渠沉积物中重金属的背景浓度，重金属在沉积物中的垂直分布，重金属在表层沉积物中的空间分布，根据研究结果对Pasvik River沉积物重金属污染做出了生态风险评价；WO ITKE等探讨了多瑙河水体中悬浮物和沉积物中的重金属污染状况，并用富集因子对各河段重金属污染进行了评价；CHARLES研究了Lahn River河道沉积物中重金属的含量。SEGURA等对Mapocho River沉积物重金属Cu、Pb、Zn、Cd总量及各金属形态随季节的变化特征进行研究后发现，该河流表层沉积物中的Pb含量呈自上游至下游逐渐增加的趋势，Cu则呈从上游至下游含量逐渐降低的规律，而沿程沉积物中Zn的含量分布呈现 ……（未完，全文共7905字，当前仅显示2776字，请阅读下面提示信息。收藏《论文开题：九龙江河口柱状沉积物重金属的赋存形态分析》）