1. 研究目的与意义
近年来,工业发展迅速,重金属镉广泛应用于各个领域,其用量也急剧增加,导致环境污染严重。这些含重金属镉的废气、废水、废渣,经过空气沉降、污水灌溉、农业施肥等途径,对农作物土壤造成了很大的污染,其中重金属镉的超标率约为10.3%,相比于如玉米、小麦等其他农作物,水稻更容易富集重金属。重金属镉在稻谷中的不同组织中浓度不同,整体来看,皮层镉中镉浓度最高,因而造成米糠的重金属镉污染严重。重金属镉对人体有极大的毒性,米糠及其制品多用于食用,营养价值较高,其安全性日益受到世界各国的关注,因此,对米糠中重金属镉的脱除技术研究有着重要的现实意义。
2. 研究内容和预期目标
研究有机酸脱除米糠中重金属镉的技术,使用重金属镉含量超标的米糠为原料,采用有机酸螯合法脱除米糠中的重金属镉,通过对比柠檬酸、酒石酸、草酸选择合适的有机酸作为脱除剂进行后续实验,然后通过单因素实验研究在有机酸浓度、浸泡时间、浸泡温度、液料比不同的情况下,米糠中重金属镉脱率的大小,以得出有机酸脱除米糠中重金属镉的最适条件,为工业上生产加工米糠提供基础数据,以期提高提高米糠中重金属镉的脱除率,使得米糠及其制品重金属镉超标问题得以解决。
3. 国内外研究现状
目前,对于米糠中的重金属的脱除方法主要有,浸泡法、有机酸脱除法、微生物法等。关于浸泡法,刘晶等使用浸泡法脱除大米中的重金属镉时发现,在30℃下将大米浸泡30h,对镉的脱除率很低,只有33.71%。可见,用水浸泡脱除米糠中重金属镉有一定的脱除效果,但是效果不够明显,不能用作主要脱除米糠中重金属镉的方法。关于微生物法,傅亚平[ ]等利用乳酸菌发酵来脱除精米中的重金属镉时发现,其机理主要是乳酸与酶共同作用将精米中的重金属镉脱除,且乳酸的脱除效果好于酶。在乳酸菌的接种量为3%,温度40.8 ℃的条件下发酵23.4h,大米中的重金属镉的脱除率可达到85.73%。可见乳酸对镉有较好的脱除率,这是因为有机酸的羧基可以与重金属镉螯合形成可溶性络合物[ ],增加重金属镉的移动性使之脱除。
4. 计划与进度安排
1.查阅与#8220;米糠中镉的脱除技术研究#8221;相关的国内外文献资料,认真学习理解,打好相关的理论基础。
2.与老师进行沟通,了解课题的研究方向、目的,学习研究方法,并确定试验步骤。
3.利用实验室器材按照既定的实验步骤进行试验,并记录数据。
5. 参考文献
[1] 王钦文,胥锋.重金属污染粮食的危害与防治[J] .粮食加工,2012, 37(2):81-84.
[2] 王芸,张建辉,赵晓军.污灌农田土壤污染状况及分布特征研究[J].中国环境监测,2007,23(5):71-74.
[3] 程旺大,姚海根,吴伟,等.土壤-水稻体系中的重金属污染及其控制[J]. 中国农业科技导报,2005,7(4):51-54
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