鼠李糖脂對(duì)稀土元素鑭、鈰、釔、銪的土壤淋洗效果及影響因素研究.pdf

1、20世紀(jì)60年代末，風(fēng)化殼淋積型稀土礦在中國(guó)江西地區(qū)首次發(fā)現(xiàn)。稀土礦區(qū)的長(zhǎng)期開(kāi)發(fā)導(dǎo)致周邊土壤環(huán)境中稀土元素及伴生元素含量嚴(yán)重超標(biāo)，威脅了周邊居民身體健康及農(nóng)業(yè)發(fā)展。土壤淋洗是一種能夠快速移除污染物，短時(shí)間內(nèi)降低土壤中污染物濃度的有效技術(shù)手段，其中淋洗劑的選擇尤為重要。生物表面活性劑作為一種淋洗劑，具有對(duì)環(huán)境低毒、可生物降解等特點(diǎn)。
　　本文旨在針對(duì)目前稀土礦山土壤污染現(xiàn)狀，探討在土壤淋洗過(guò)程中，典型生物表面活性劑-鼠李糖脂對(duì)模擬土

2、壤中稀土元素的淋洗效果。并以鼠李糖脂在土壤中的吸附行為、鼠李糖脂與稀土元素La、Ce、Y、Eu的絡(luò)合常數(shù)為基礎(chǔ)，分析淋洗效果的作用機(jī)理，并以淋洗前后稀土元素及土壤理化性質(zhì)的變化，討論鼠李糖脂作為淋洗劑應(yīng)用于稀土礦山修復(fù)的可行性，為礦區(qū)生態(tài)修復(fù)提供一種新的思路。研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　?。?）pH值是影響鼠李糖脂結(jié)構(gòu)的主要因素。通過(guò)觀察不同pH值鼠李糖脂在生物顯微鏡下的呈像可以發(fā)現(xiàn)，鼠李糖脂受環(huán)境pH值影響較大。當(dāng)環(huán)境pH值偏低（p

3、H<7），鼠李糖脂在溶液中主要以結(jié)構(gòu)較大的囊泡型形態(tài)為主導(dǎo)，pH值越低，鼠李糖脂越容易發(fā)生沉降；在堿性條件（pH>7）下，隨著pH值的增大，溶液中膠束形態(tài)鼠李糖脂逐漸占主導(dǎo)。
　?。?）鼠李糖脂在土壤中的吸附行為受pH值影響較大。鼠李糖脂在土壤中的吸附量遵循線性增加的趨勢(shì)，通過(guò)方程參數(shù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)鼠李糖脂在土壤中的吸附行為更符合Freundlich方程，且吸附常數(shù)受pH值影響。pH=10時(shí)，鼠李糖脂的吸附常數(shù)最大，吸附行為更傾向于線性

4、關(guān)系；pH值為5.5時(shí)，方程線性因子最大，平衡常數(shù)與吸附量之間對(duì)應(yīng)關(guān)系更傾向于S型曲線。
　?。?）鼠李糖脂對(duì)稀土元素的絡(luò)合能力具有差異性。以陽(yáng)離子交換樹(shù)脂作為吸附介質(zhì)，在水相體系中，鼠李糖脂對(duì)六種元素的離子交換效果均會(huì)隨著鼠李糖脂濃度的增加而提高。計(jì)算后鼠李糖脂與各元素之間的絡(luò)合能力強(qiáng)弱為：Y>La>Eu>Ce。絡(luò)合常數(shù)受環(huán)境pH影響， pH值提高，絡(luò)合能力增強(qiáng)；另外，(NH4)2SO4及各離子的加入均能有效提高鼠李糖脂與稀土元

5、素的絡(luò)合效果，以效果最差的SO42-離子為例，其使La、Ce、Y、Eu的淋洗率分別提高了1.81、1.20、1.24、1.42倍。
　?。?）鼠李糖脂對(duì)不同稀土元素的淋洗效果也具有差異性，其中La、Ce、Y、Eu的淋洗率大小為：Y>La>Eu>Ce，與絡(luò)合能力強(qiáng)弱吻合。在“鼠李糖脂-稀土元素-土壤膠團(tuán)”組成的反應(yīng)體系中，當(dāng)土壤中鼠李糖脂濃度較?。ǖ陀陂撝禎舛龋?，鼠李糖脂與稀土元素主要發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)吸附作用，因此隨著鼠李糖脂濃度的增加，稀

6、土元素的淋洗率也不斷提升；當(dāng)鼠李糖脂濃度超過(guò)閾值濃度，淋洗率大小主要受鼠李糖脂與各稀土元素的絡(luò)合能力影響。
　?。?）鼠李糖脂作為一種淋洗劑，它的加入能迅速提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，并通過(guò)包裹土壤顆粒提高土壤的保水保濕能力。通過(guò)土壤淋洗前后對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，鼠李糖脂的加入能夠在增加稀土元素流動(dòng)性的同時(shí)，通過(guò)提高有機(jī)結(jié)合態(tài)稀土元素含量來(lái)促進(jìn)稀土元素在土壤中的固化；有利于提高土壤環(huán)境的pH值改善土壤酸化程度；而銨態(tài)氮、有效磷、速效鉀含量的變化也