全文总字数：6873字
1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
课题的意义：土壤是自然环境的重要组成部分之一，是人类社会生存发展的重要物质基础。土壤环境的安全不仅关系到整个生态环境安全，而且对国家农业生产安全也至关重要。近年来，随着采矿和冶炼业的迅速发展，在zn,cu冶炼过程中排放的含有重金属的废渣废液和废气会通过废渣渗滤、污水灌溉和大气沉降等途径进入土壤，致使周边土壤生态系统遭到破坏，土壤环境质量下降。因此，土壤重金属污染的修复迫在眉睫。
研究概况：2014 年环保部推荐的重金属污染土壤修复方法包括物理修复、化学修复和生物修复等，其中化学淋洗技术是一种高效的、能够彻底治理土壤重金属污染的化学修复方法。常用的淋洗剂主要包括无机酸、有机酸、人工螯合剂和表面活性剂等。但表面活性剂对重金属的淋洗效率较低，而无机酸虽对重金属离子有优良的去除效果，却对土壤结构破坏严重，修复后的土壤无法复垦。人工螯合剂，如乙二胺四乙酸 ( edta) 、乙二醇-双-( 2-氨基乙醚) 四乙酸( egta) 、［s，s］-乙二胺-n，n-二琥珀酸三钠盐( edds) 等，酸性较低，不但能通过化学络合反应促使重金属从土壤中释放，而且对土壤结构和理化性质破坏相对较小，较易回收再利用，被认为是一类较为有效的化学淋洗剂。
不同的人工螯合剂之间也有着巨大差异。当前有关重金属污染土壤的淋洗修复研究较多，但人工螯合剂的重金属淋洗报道结果不尽一致，且研究主要集中于高效淋洗剂的筛选、机理研究和淋洗后土壤理化性质变化方面。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标：探索影响可生物降解螯合剂活化土壤重金属的能力的因素。
内容：通过研究土壤重金属污染程度、环境温度以及土壤自身的理化性质对edds活化金属能力的影响，以及edds施加后，土壤中活化的重金属的有效性和迁移性。
解决的关键问题：
3. 研究的方法与方案
实验方法：
EDDS含量测定
1.1 配制5、10、25、50、75、100 mM的EDDS溶液，11.94 ml EDDS母液定容至100 ml得到100 mM的EDDS溶液，依次稀释得到其他。
1.2 取1ml不同浓度的EDDS稀释液，取150 mM CuSO4溶液1ml，用pH 5.0的乙酸缓冲液定容至50ml。得到浓度为0.1、0.2、0.5、1、1.5、2 mM的CuEDDS稀释液。室温下放置一晚或72h。用紫外可见分光光度计（UV-2450，SHIMADZU）。以吸光值值为横坐标，EDDS含量为纵坐标，绘制标准曲线。
1.3 将待测土壤溶液与CuSO4混合，放置72h后，用紫外分光光度计在670 nm处测定测定吸光值，通过标准曲线对应的方程计算土壤溶液中的EDDS含量。
土壤重金属全量测定（强酸消解）
-
将0.250克干性、细碎的土壤放入试管中。（称取0.2500g土壤(过100目筛），加入消煮管中；
-
在通风柜中，向消煮管中加入5ml王水（4mlHCL 1mlHNO3）过夜；
-
将消煮管插入电热消解仪的加热孔中；
-
打开电源，在电热消解仪温度控制面板上，按照下表设定升温程序；
电热消解仪升温程序
| 阶段 | 升温时间/min | 爬升温度/℃ | 保持时间/h |
| 1 | 35 | 35 | 3 |
| 2 | 25 | 60 | 3 |
| 3 | 22.5 | 105 | 1 |
| 4 | 10 | 125 | 2 |
| 5 | OFF | 0 | 0 |
重金属形态分析
1 用1.0M，MgCl2萃取可交换组分
1.1. 向盛放样品的离心管中加入8.0ml，0.5MMgCl2(pH7.0)，盖紧管盖。1.2. 把试管放在振荡机上往复振荡1h。1.3. 3000rpm,离心10min。1.4. 吸取5ml上清液加入试管(18mm×180mm)1.5. 用8ml 去离子水清洗残留(手动振荡2min)。
1.6. 重复1.3步骤，丢弃上清液。1.7. 向1.4的试管中加入1ml优级纯硝酸，混匀后，放在电热消解仪上。
1.8. 按照如下加热程序进行加热：85℃,30min, 120℃, 4h, 150℃,直到样品到达干燥。1.9. 将管子转移到不锈钢架上。1.10. 冷却后，向每根试管中加入10.0ml，5的硝酸。1.11. 用涡旋仪混匀。1.12. 将试管放在电热消解仪上回溶，70℃，1h。1.13. 将管子转移到不锈钢架上冷却。将溶液倒入离心管中，4℃保存，以备ICP测定。
2 用1M的NaOAc萃取碳酸盐结合态组分2.1. 第一步提取的固体残留物，每管加入8ml,1M的NaOAc(pH5.0)，盖上盖子。2.2. 将离心管置于震荡机上，在25℃下,150rpm,往复振荡5h
2.3. 25℃下,3000rpm离心10min。2.4. 吸取5ml上清液加入试管(18mm×180mm)2.5. 重复1.5-1.13步骤
3 0.04M的NH2OH·HCl萃取Mn-Fe氧化物结合态组分3.1. 加入20ml，0.04M的NH2OH·HCl到第二步萃取的残渣中，并用记号笔在离心管上标记20ml位置。3.2. 将离心管放在水浴锅上，96℃，6h不封盖。3.3. 每小时搅动离心管1次。3.4. 完成后，将离心管转移到架子上，冷却。3.5. 加入去离子水致20ml刻度，盖上盖子。将离心管放在震荡机上25℃下,150rpm,往复振荡5min。
3.6. 25℃下，3000转/min的离心10min(25℃)。3.7. 取上清液15ml放入试管(18mm×180mm)。3.8. 用20ml去离子水冲洗残渣。3.9. 重复1.5-1.13步骤
注意HNO3与NH2OH·HCl发生剧烈反应;把加热块的温度慢慢调高到50℃，2h，75℃，6h，100℃，10h，最后调到140℃致干燥。
4. 用H2O2/NH4OAc萃取有机/硫化物
4.1 在第三步萃取的残渣中加入3.0ml，0.02M的HNO3和5.0ml，30H2O2(pH2.0)离心10min
4.2将离心管在水浴锅中85℃加热2h。
4.4 把离心管移到架子上冷却。
4.5 在离心管中加入3ml30的H2O2(pH2.0)，放回水浴锅。
4.6 85℃加热3h
4.7 每小时晃动一次试管。
4.8 取出离心管冷却。
4.9 冷却后,在20硝酸溶液中加入5ml，3.2M的NH4OAc ,用离子水稀释到20ml。
4.10 在振荡机上振荡混匀，30min。
4.11 25℃下,3000rpm离心10min。
4.12 吸取15ml上清放入试管(18mm×180mm)。
4.13 重复1.5-1.13步骤
5. 用HClO4/HNO3萃取剩余馏分
5.1 将步骤4.14的残留物从离心管中移出。用5HNO3(5ml)悬浮液将所有残留物转移到干净的试管中（重复洗5次）。
5.2 将试管置于电热消解仪中加热至干燥(70℃1h，120℃，18h过夜)
5.3 从电热消解仪上取下试管，冷却。
5.4 加入6.0 mlHNO3和1.5 mlHClO4到每个试管。
5.5 用旋涡仪混匀。
5.6 将管道置于电热消解仪上，按照如下升温程序进行消解：
50℃ 3h
75℃ 30min
100℃ 30min
150℃ 3h
170℃ 2h
190℃ 5h
5.7 从电热消解仪上取下试管，冷却。
5.8 向每根试管中加10.0 ml5HNO3，用旋涡仪混匀。
5.9 在80℃下回溶1h。
5.10 取下试管，冷却。
5.11 涡旋仪混匀后静置过夜,将上清液倒入10ml离心管中。
5.12 ICP分析前，4℃，3500 rpm离心10min。
技术路线：
可行性分析：
1.国内外已经有很多关于螯合剂活化重金属的研究，可以加以借鉴。
2.前期做过一定文献阅读，了解一定相关方面的知识点。
3.实验室有实验所需要的大部分仪器。
实验方法：
EDDS含量测定
1.1 配制5、10、25、50、75、100 mM的EDDS溶液，11.94 ml EDDS母液定容至100 ml得到100 mM的EDDS溶液，依次稀释得到其他。
1.2 取1ml不同浓度的EDDS稀释液，取150 mM CuSO4溶液1ml，用pH 5.0的乙酸缓冲液定容至50ml。得到浓度为0.1、0.2、0.5、1、1.5、2 mM的CuEDDS稀释液。室温下放置一晚或72h。用紫外可见分光光度计（UV-2450，SHIMADZU）。以吸光值值为横坐标，EDDS含量为纵坐标，绘制标准曲线。
1.3 将待测土壤溶液与CuSO4混合，放置72h后，用紫外分光光度计在670 nm处测定测定吸光值，通过标准曲线对应的方程计算土壤溶液中的EDDS含量。
土壤重金属全量测定（强酸消解）
-
将0.250克干性、细碎的土壤放入试管中。（称取0.2500g土壤(过100目筛），加入消煮管中；
-
在通风柜中，向消煮管中加入5ml王水（4mlHCL 1mlHNO3）过夜；
-
将消煮管插入电热消解仪的加热孔中；
-
打开电源，在电热消解仪温度控制面板上，按照下表设定升温程序；
电热消解仪升温程序
| 阶段 | 升温时间/min | 爬升温度/℃ | 保持时间/h |
| 1 | 35 | 35 | 3 |
| 2 | 25 | 60 | 3 |
| 3 | 22.5 | 105 | 1 |
| 4 | 10 | 125 | 2 |
| 5 | OFF | 0 | 0 |
重金属形态分析
1 用1.0M，MgCl2萃取可交换组分
1.1. 向盛放样品的离心管中加入8.0ml，0.5MMgCl2(pH7.0)，盖紧管盖。1.2. 把试管放在振荡机上往复振荡1h。1.3. 3000rpm,离心10min。1.4. 吸取5ml上清液加入试管(18mm×180mm)1.5. 用8ml 去离子水清洗残留(手动振荡2min)。
1.6. 重复1.3步骤，丢弃上清液。1.7. 向1.4的试管中加入1ml优级纯硝酸，混匀后，放在电热消解仪上。
1.8. 按照如下加热程序进行加热：85℃,30min, 120℃, 4h, 150℃,直到样品到达干燥。1.9. 将管子转移到不锈钢架上。1.10. 冷却后，向每根试管中加入10.0ml，5的硝酸。1.11. 用涡旋仪混匀。1.12. 将试管放在电热消解仪上回溶，70℃，1h。1.13. 将管子转移到不锈钢架上冷却。将溶液倒入离心管中，4℃保存，以备ICP测定。
2 用1M的NaOAc萃取碳酸盐结合态组分2.1. 第一步提取的固体残留物，每管加入8ml,1M的NaOAc(pH5.0)，盖上盖子。2.2. 将离心管置于震荡机上，在25℃下,150rpm,往复振荡5h
2.3. 25℃下,3000rpm离心10min。2.4. 吸取5ml上清液加入试管(18mm×180mm)2.5. 重复1.5-1.13步骤
3 0.04M的NH2OH·HCl萃取Mn-Fe氧化物结合态组分3.1. 加入20ml，0.04M的NH2OH·HCl到第二步萃取的残渣中，并用记号笔在离心管上标记20ml位置。3.2. 将离心管放在水浴锅上，96℃，6h不封盖。3.3. 每小时搅动离心管1次。3.4. 完成后，将离心管转移到架子上，冷却。3.5. 加入去离子水致20ml刻度，盖上盖子。将离心管放在震荡机上25℃下,150rpm,往复振荡5min。
3.6. 25℃下，3000转/min的离心10min(25℃)。3.7. 取上清液15ml放入试管(18mm×180mm)。3.8. 用20ml去离子水冲洗残渣。3.9. 重复1.5-1.13步骤
注意HNO3与NH2OH·HCl发生剧烈反应;把加热块的温度慢慢调高到50℃，2h，75℃，6h，100℃，10h，最后调到140℃致干燥。
4. 用H2O2/NH4OAc萃取有机/硫化物
4.1 在第三步萃取的残渣中加入3.0ml，0.02M的HNO3和5.0ml，30H2O2(pH2.0)离心10min
4.2将离心管在水浴锅中85℃加热2h。
4.4 把离心管移到架子上冷却。
4.5 在离心管中加入3ml30的H2O2(pH2.0)，放回水浴锅。
4.6 85℃加热3h
4.7 每小时晃动一次试管。
4.8 取出离心管冷却。
4.9 冷却后,在20硝酸溶液中加入5ml，3.2M的NH4OAc ,用离子水稀释到20ml。
4.10 在振荡机上振荡混匀，30min。
4.11 25℃下,3000rpm离心10min。
4.12 吸取15ml上清放入试管(18mm×180mm)。
4.13 重复1.5-1.13步骤
5. 用HClO4/HNO3萃取剩余馏分
5.1 将步骤4.14的残留物从离心管中移出。用5HNO3(5ml)悬浮液将所有残留物转移到干净的试管中（重复洗5次）。
5.2 将试管置于电热消解仪中加热至干燥(70℃1h，120℃，18h过夜)
5.3 从电热消解仪上取下试管，冷却。
5.4 加入6.0 mlHNO3和1.5 mlHClO4到每个试管。
5.5 用旋涡仪混匀。
5.6 将管道置于电热消解仪上，按照如下升温程序进行消解：
50℃ 3h
75℃ 30min
100℃ 30min
150℃ 3h
170℃ 2h
190℃ 5h
5.7 从电热消解仪上取下试管，冷却。
5.8 向每根试管中加10.0 ml5HNO3，用旋涡仪混匀。
5.9 在80℃下回溶1h。
5.10 取下试管，冷却。
5.11 涡旋仪混匀后静置过夜,将上清液倒入10ml离心管中。
5.12 ICP分析前，4℃，3500 rpm离心10min。
技术路线：
可行性分析：
1.国内外已经有很多关于螯合剂活化重金属的研究，可以加以借鉴。
2.前期做过一定文献阅读，了解一定相关方面的知识点。
3.实验室有实验所需要的大部分仪器。
4. 研究创新点
特色或创新之处
研究可降解螯合剂对土壤重金属的活化作用及其影响因素，可以解决重金属污染土壤淋洗修复或辅助植物修复时，螯合剂的合理施用剂量问题，既能有效的活化土壤重金属，以通过淋洗或植物提取的方式达到去除，同事可以避免土壤中产生过量有效态重金属，从而降低土壤重金属淋滤污染地下水的风险。
5. 研究计划与进展
2018.7—8 装样，加edds进行预处理保存，定期取样进行萃取
2019.3 土壤重金属全量测定
2019.4 edds含量测定和金属形态分析
