凹凸棒石对农田土壤中重金属的吸附机理研究开题报告

 2022-02-13 18:18:29

1. 研究目的与意义

研究背景
根据2014年发布的《全国土壤污染状况调查公报》,我国整体土壤环境状况堪忧,其中耕地土壤环境问题尤为严重,全国土壤总超标率达到16.1%,而耕地点位超标率达到了19.4%,其中无机污染物超标点位占了82.8%。主要污染物质包括镉、砷、镍、铜、汞等无机污染物为主,DDT和多环芳烃等有机污染物次之。本次调查范围涵盖了630万km2的陆地国土,数据具有真实性和科学性。
土壤中大多数重金属污染物是通过冶炼、电镀、化学工业、采矿、化石燃料使用、废弃物处理、农用化学品使用等人类活动进入土壤的。
土壤重金属的危害主要体现在农作物富集上,进而间接危害人体健康。如铅污染可导致智力下降、肾功能衰竭、心血管疾病等;隔污染可导致肾功能衰竭、慢性贫血,甚至致癌、致畸;铜污染可导致肝硬化、慢性贫血、胃和肠刺激等。
与国际相较,我国土壤污染防治工作起步较晚,工作基础薄弱,土壤污染防治体系未形成。与水体和大气污染相比,土壤重金属污染具有隐蔽、滞后、易累积、不均匀、不可逆等特点,治理成本高、周期长、难度大。

研究意义

随着工业产业的不断发展,土壤重金属污染问题日益严重,常用的修复技术主要有物理修复、化学修复、生物修复等,其中化学钝化/固定技术应用较为广泛。化学钝化/固定技术具有快速、大幅度降低重金属的生物有效性和毒性的优点。通过添加钝化剂,可抑制重金属的生物有效性和移动性,不将重金属从土壤中去除,而是以更为稳定的形式储存于土壤中。

而化学钝化/固定修复技术的技术关键在于合适的钝化剂。常用的钝化剂如铁锰氧化物、有机物料、碱性材料、黏土矿物等。其中研究和应用较为广泛的是黏土矿物海泡石和磷酸盐。
镉是《全国土壤污染状况调查公报》中调查统计出的污染物类型中点位超标率最高的无机污染物,而农田土壤是点位超标率最高的土地类型。因此镉在土壤污染重金属中具有代表性,而农田土壤具有深刻的研究意义。
研究目的
本研究针对以农田土壤为研究对象,以凹凸棒石为材料,以重金属镉为例,意在验证凹凸棒石对农田土壤重金属的修复效果,并提出新的展望,为农田土壤重金属污染修复提供解决方案与思路。

2. 研究内容和预期目标

研究内容
本研究主要围绕凹凸棒石对农田土壤中重金属镉的吸附机理和吸附影响因素展开。

(1)探究凹凸棒石和重金属镉污染农田土壤的基本理化性质。

(2)凹凸棒石对重金属镉的吸附机理和吸附模型研究。

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3. 研究的方法与步骤

4. 参考文献

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5. 计划与进度安排

1.2022年2月至2022年3月上旬:文献查阅 ,实验方案设计及前期准备;农田土壤理化性质及凹凸棒石材料理化性质分析。

2.2022年3月中旬至2022年4月中旬:开展凹凸棒石对土壤重金属吸附机理及凹凸棒石吸附土壤重金属影响因素的相关研究 ,获得最适吸附条件 ,并进行吸附效果评估。

3.2022年4月下旬至2022年5月中旬:总结实验分析结果 ,撰写论文 ,申请验收。

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