論文開題：九龍江河口表層沉積物重金屬污染的鉛同位素示蹤研究

大學本科畢業(yè)論文(設計)開題報告
學院：化工學院 專業(yè)班級：　09環(huán)境工程　

課題名稱 九龍江河口表層沉積物重金屬污染的鉛同位素示蹤研究

1、本課題的研究目的和意義：
如今關于重金屬污染的研究已經(jīng)十分普遍和深入，解析環(huán)境中重金屬污染來源對重金屬污染問題的解決有重要作用。表層沉積物作為水環(huán)境中生物可利用重金屬的一個重要蓄積庫，其所含的重金屬可以通過食物鏈被植物、動物成倍地富集。所以環(huán)境中的重金屬污染不僅僅只是對環(huán)境造成危害，也會對環(huán)境中的生物的生存造成毀滅性的打擊，甚至通過食物鏈的累積危害人類。因此，沉積物中的重金屬污染已成為沉積物研究不可缺少的部分,尤其是沉積物重金屬污染源的研究對金屬污染的有效治理更是尤為重要。
九龍江是流入廈門海域的最大河流，九龍江河口區(qū)是河流徑流和海洋潮流相互作用的地區(qū)。它主要承接了九龍江兩大支流(北溪和西溪)的來水和泥沙，同時隨著潮汐運動吞吐著臺灣海峽的潮流，由于受到其獨特的海岸以及水下地形地貌和沿海諸島(廈門島、大小金門島等)的影響，水文泥沙情況比較復雜。在九龍江口附近存在著底層余流輻合區(qū)，導致九龍江攜帶來的泥沙在這里堆積。為了分析九龍江河口表層沉積物重金屬污染的情況，在九龍江河口的不同位置取樣，利用鉛同位素示蹤法測定出九龍江河口的鉛同位素組成并加以分析，進而準確判定出九龍江河口的重
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，特別是在研究Pb及其它親硫元素(Hg，Ag，T1，Sb，Zn及Cu等)重金屬污染源方面。因此，鉛同位素組成具有明顯的指紋特征[6-10]。利用鉛同位素的“指紋”特征，只要測定出研究對象和各種可能源區(qū)的鉛同位素組成，即可準確判定出污染源，為有效治理提供科學依據(jù)[11-12]。
利用鉛同位素示蹤技術在測定重金屬污染來源的過程中更是應用廣泛。Blais[13]測定了湖底沉積物的鉛同位素組成，研究表明，加拿大工業(yè)排放物的鉛同位素206Pb/207Pb比值(1.153±0.005)明顯比美國工業(yè)排放物的鉛同位素比值（1.213士0.008）低，因此選定簡單的兩端元鉛同位素混合模型，以追溯兩國工業(yè)排放物中的鉛對湖區(qū)(在北美洲東部地區(qū))沉積物中的鉛的相對貢獻；Richard等[14]為了研究格陵蘭西部污染來源問題，分析了很多湖泊沉積物樣品的鉛同位素組成，進一步了解該地區(qū)鉛污染歷史；Moma等[15]通過法國南部Thau湖底沉積物鉛同位素組成分析，來研究人為活動對環(huán)境的干擾程度；尚英男等[16]應用鉛同位素研究了成都市城市主要河流表層沉積物的鉛同位素地球化學，表明成都市燃煤端元和燃油端元物質(zhì)的鉛同位素組成總體特征是放射成因鉛高，燃煤的放射成因鉛高于燃油，主要河流沉積物鉛同位素組成大多落在崔家店熱電廠降塵和華能熱電廠燃煤飛灰的范圍，表明河道沉積物的鉛主要來源于位于成都東郊的這兩大熱電廠的燃煤污染；路遠發(fā)等[17]研究了杭州西湖與運河沉積物鉛同位素組成：西湖沉積柱上部受到了現(xiàn)代人為的鉛污染，頂部10cm污染較嚴重，西湖鉛污染主要來源于汽車尾氣；運河(杭州段)0～30cm的沉積柱中的206Pb/207Pb和208Pb/206Pb與西湖沉積柱下部沉積物中的鉛同位素組成明顯不同，而與西湖表層沉積淤泥的鉛同位素組成一致，表明運河沉積物存在顯著的鉛污染；對比表明，運河鉛污染也主要來自汽車尾氣，同時煤鉛可能也有一定的貢獻。由此可知，鉛同位素示蹤技術雖然起步較晚，但是在測定重金屬污染方面已經(jīng)占據(jù)不可替代的作用，鉛同位素示蹤技術的發(fā)展能夠更好的處理復雜的重金屬污染問題，為研究解決重金屬污染研制出更有效的方法。
2.2.2形態(tài)同位素示蹤技術
形態(tài)中的同位素組成分析能更確切地判斷重金屬污染來源，但迄今為止國內(nèi)這方面的研究尚較少。Li et al [18]用順序化學提取法對珠江口沉積物柱中重金屬（Pb、Zn、Cu）化學形態(tài)和Pb同位素比值進行研究以評估潛在鉛源：沉積物中大部分鉛以殘留相存在，在一些沉積物剖面的表層主要為Fe/Mn氧化物相；在不同深度，殘留相的206Pb/207Pb比值相當穩(wěn)定，平均值（1.202）可代表天然背景值；在五個相態(tài)中，可交換相態(tài)的206Pb/207Pb比值最低，尤其是表層沉積物，表明周邊地區(qū)的工業(yè)發(fā)展導致了人為排放的重金屬進入了表層。
2.2.3其他同位素示蹤技術及應用
鍶有兩種同位素，87Sr是放射成因的，86 Sr是非放射成因的，它們都是穩(wěn)定的同位素，并且一般不因物理或生物過程發(fā)生分餾作用，與Pb同位素類似，在研究物質(zhì)遷移和變化過程中，87Sr/86Sr同位素技術是行之有效的示蹤手段[19]。Douglas通過鍶同位素研究示蹤和鑒別了澳大利亞墨累一達令河流體系懸浮顆粒物質(zhì)來源[20]。Glay等[21]研究表明，喜馬拉雅山的高放射成因硅酸鹽的風化是甘地河高87Sr/86Sr比值的重要來源，在甘地河的主要來源水中，來源于硅酸鹽風化的鍶除了87Sr/86Sr同位素技術的應用，還有一種常見的技術就是放射性核素示蹤技術。例如：Steven等[22]通過哈德森河上游細粒沉積物柱中放射性核素和穩(wěn)定鉛同位素分析，揭示了哈德森河沉積物中Cd、Sb、Pb、Cr的來源及遷移轉化趨勢；Yeager[23]等通過放射性核素分析，揭示了海岸平原溪流中懸浮物的來源和環(huán)境效應。
2.3國內(nèi)外沉積物重金屬污染的研究展望
由于沉積物中重金屬污染來源非常復雜，并且種類繁多，混雜在一起容易造成測定上的困難，因此對其有效識別是一個較困難的過程，有必要對沉積物中重金屬污染源解析問題展開全面、系統(tǒng)的研究，尤其在以下幾方面應得到加強與發(fā)展：
(1)利用鉛同位素的二元混合模型定量評價外來污染源鉛對土壤沉積物污染的貢獻及影響；利用某些重金屬元素與鉛含量的相關性，借助鉛同位素示蹤技術對這些元素的來源進行示蹤研究。
(2)應用放射性核素和U同位素示蹤沉積物中重金屬污染物來源；查明主要污染端元物質(zhì)的鉛、鍶、鈾同位素和放射性核素(226 Ra、228 Ra 、238 U、232Th)組成，結合研究對象的同位素組成特征和一些環(huán)境因素，輔以元素地球化學特征，對污染范圍、污染程度、釋放通量、傳輸規(guī)律進行半定量、定量區(qū)分，以及定量評價人 ……（未完，全文共10774字，當前僅顯示2563字，請閱讀下面提示信息。收藏《論文開題：九龍江河口表層沉積物重金屬污染的鉛同位素示蹤研究》）