EDDS螯合诱导植物提取污染土壤过程中铜的淋溶开题报告

 2022-02-07 17:09:28

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

随着矿产资源的开发利用和工农业生产过程中污染物的排放,越来越多的土壤受到重金属的严重污染。据环境保护部与国土资源部2014年4月17日公布的《全国土壤污染状况调查公报》,调查结果显示,全国土壤环境状况总体不容乐观,部分地区土壤污染严重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出。此次调研覆盖面积为630万平方公里,全国土壤总的超标率为16.1%,其中耕地超标率为19.4%,中度和重度污染点位比例共占2.9%,以18亿亩的耕地总量计算,中重度污染耕地约为5220万亩、耕地总污染量为3.492亿亩。控制和减轻重金属土壤污染刻不容缓。螯合诱导植物提取技术已被广泛应用于重金属污染土壤的植物修复中(brooks,1998)。螯合剂的施加可以改变重金属在土壤固相和液相浓度之间的平衡,使重金属从土壤颗粒表面解吸出,由难溶态转变为可溶态,增加土壤溶液中重金属浓度。虽然螯合剂可以通过提高土壤中金属的溶解性来增加植物吸收量,但这种修复技术的潜在环境风险,如土壤中金属的淋溶和螯合剂的残留效应等也必须予以考虑。

乙二胺二琥珀酸(edds)是一种可生物降解螯合剂,应用于重金属污染土壤的化学淋洗修复和螯合诱导植物修复研究。tandy 等(2004)的研究发现,edds施加之前cu主要以有机结合态存在,edds施加后,土壤重金属主要以可交换态和可移动态形式存在而从铁锰氧化物结合态和有机结合态中被提取出。在edds淋洗土壤过程中,金属edds复合物中重金属可以被解离和通过离子吸附重新被土壤吸附(lo et al., 2011),这一离子交换过程受重金属种类、土壤污染特征、ph和迁移距离等的影响(yan and lo, 2012)。kos和letan(2003)通过27 cm的土柱研究发现edds施加后土壤中20%的pb被淋出土柱。hu 等(2007)在田间条件下研究edds施加所引起的金属淋溶时发现2 mmol kg-1 edds施加15天时引起表层20 cm土壤可溶态铜增加了456倍。hauser 等(2005)分析edds提取后土柱中总金属浓度时发现cu和pb会从土柱上层向下层迁移。但也有一些研究表明螯合剂施加所引起的淋滤风险是可以控制的,wang 等(2012)开展了田间试验研究60 cm深土壤剖面上金属的淋溶,结果表明edds施加1天时显著提高了田间表层5 cm土壤的可溶态cu含量,edds施加导致可溶态金属含量的增加仅集中在表层20 cm,在edds施加的第22天土壤可溶态金属含量与对照相比已无显著差异。

螯合诱导植物修复技术被认为是目前具有发展潜力的重金属污染土壤修复技术之一,但在实施大规模田间污染土壤修复之前,应认真评估螯合剂施加所带来的潜在环境风险(grman 等,2001;rmkens 等,2002;letan 等,2008),从而减少螯合剂施加带来的二次污染风险。edds淋溶不影响后季植物生长和地上部重金属含量(yang et al.,2013)。edds对土壤微生物也有较小的毒性(jaworaka et al., 1999; epelde et al., 2008; mhlbachov 2011)。对于螯合诱导植物修复后土壤重金属的淋溶和螯合剂的残留等二次污染问题,目前主要是研究以下3个指标:(1)螯合诱导植物修复后土壤有效态重金属含量与对照土壤的差异;(2)土壤溶液中目标重金属在螯合诱导植物修复前后的变化;(3)土壤溶液doc含量随时间的变化。本文将土柱和盆钵叠加,在不同程度铜污染土壤中种植茼蒿和黑麦草,研究5 mmol kg-1 edds处理后的土壤淋溶液铜含量变化和淋溶液对下层土壤生物有效态(cacl2提取态)cu含量的影响,评估edds用于螯合诱导植物修复不同程度cu污染土壤时的淋溶风险。

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2. 研究的基本内容和问题

本研究的目标:

1、edds诱导植物修复重金属污染土壤过程中,目标重金属的化学形态变化。

2、探讨edds用于螯合诱导植物修复cu污染土壤时的影响因素。

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3. 研究的方法与方案

研究方法:

1、将土柱和盆钵叠加,在铜污染土壤中种植茼蒿和黑麦草,淋加edds,以火焰原子吸收光谱法测定目标铜在螯合诱导植物修复前后的变化,比较实验组和对照组植物地上部分的干鲜重;

2、总有机碳测定仪测定土壤中的有机碳含量;

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4. 研究创新点

通过土壤盆栽试验,研究EDDS螯合诱导植物修复Cu污染土壤过程中土壤微生物群落结构的变化。

5. 研究计划与进展

2014年8月

采集土样,自然风干,磨碎,筛选;

2014年9至10月

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