典型碱性土壤的酸缓冲性及重金属释放特征研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

课题意义

工农业的快速发展导致大量重金属等有毒有害污染物质进入土壤，严重危及生态环境、农产品质量及人体健康。修复受污染农田土壤，实现农业安全生产和土壤资源的可持续利用，已成为我国乃至全球亟待解决的重大问题之一。目前，重金属污染土壤的修复技术有多种，主要包括物理、化学及生物修复。超积累植物吸取修复技术是生物修复技术的一种，其原理是利用超积累植物吸收土壤中的重金属并向地上部转运、积累，通过收割地上部而去除土壤中的重金属。超积累植物吸取修复技术，因其具有修复成本低、环境友好、不对土壤产生破坏等优点，适合于我国大面积重金属污染农田土壤的修复。

尽管超积累植物对重金属具有强的吸取和富集能力，但是由于重金属元素进入土壤后，会与土壤紧密结合，如吸附于土壤黏土矿物和铁锰氧化物，以及与土壤有机质相络合等，从而导致并非全部土壤中重金属元素都能被超积累植物高效吸收利用。尤其是碱性土壤，由于其高的ph、有机质含量和阳离子交换能力等特点，导致土壤中的重金属元素形成氢氧化物沉淀、强吸附于土壤固相，难以释放到土壤溶液中，因此超积累植物对碱性的重金属污染土壤的吸取修复效率较低。元素硫进入土壤后，会被土壤中硫氧化细菌氧化成so₄^2-，导致土壤ph下降，增加土壤重金属的有效性；此外，在局部厌氧环境中（如根际或土壤微空隙），土壤有机质和铁锰氧化物可作为元素硫氧化的电子供体，从而释放其结合的重金属，以被超积累植物吸收去除。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标

本项目拟选取我国不同土壤类型的碱性重金属污染土壤，通过研究不同类型碱性土壤的酸缓冲性及土壤重金属的释放特征，研究土壤ph和外加s对不同碱性污染土壤重金属有效性的影响；通过分析土壤中重金属的形态变化，研究碱性污染土壤中重金属的酸和硫的活化调控机制。

研究内容

3. 研究的方法与方案

研究方法

1. 土壤基本理化性质测定参照鲁如坤《土壤农业化学分析方法》中相关方法进行。2. 土壤重金属形态分级提取方法采用修正的tessier法进行。具体方法如下表所示。3. 土壤重金属测定方法 土壤重金属全量测定，经高压反应釜hcl-hno3（1：1）消解，原子吸收分光光度计[varian spectraa220fs、220z]测定样品中zn和cd的浓度。采用国家标准参比物质（土壤: gss-4，gss-5）进行分析质量控制。所用试剂均为优级纯。

技术路线

4. 研究创新点

目前针对酸性土壤重金属有效性的调控手段与机制研究较多，但对不同类型碱性土壤中重金属有效性研究较少。本课题试图探明不同碱性污染土壤中重金属有效性的影响因素及调控机制。

元素硫作为土壤中重要的生源要素，对调控碱性土壤中重金属的有效性和植物对重金属的吸收、积累具有重要影响。本课题希望从向土壤中加氢离子、元素硫入手，找到适宜的活化土壤重金属的调控措施，为建立碱性污染土壤上调控土壤重金属有效性技术方法提供理论指导。

5. 研究计划与进展

2016.09-2016.10 查阅相关文献资料，撰写文献综述；2016.11-2016.12 准备试验所需土壤样品，进行试验1及试验2；2017.01-2017.02 整理试验1、2的相关数据，进行试验3及开题报告；2017.03-2017.04 进行试验4，完成试验相关数据的测定及整理工作；2017.05-2017.06 系统总结分析数据，撰写毕业论文。