鼠李糖脂對稀土元素鑭、鈰、釔、銪的土壤淋洗效果及影響因素研究.pdf

1、20世紀60年代末，風化殼淋積型稀土礦在中國江西地區(qū)首次發(fā)現(xiàn)。稀土礦區(qū)的長期開發(fā)導致周邊土壤環(huán)境中稀土元素及伴生元素含量嚴重超標，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，短時間內(nèi)降低土壤中污染物濃度的有效技術手段，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，具有對環(huán)境低毒、可生物降解等特點。
　　本文旨在針對目前稀土礦山土壤污染現(xiàn)狀，探討在土壤淋洗過程中，典型生物表面活性劑-鼠李糖脂對模擬土

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的絡合常數(shù)為基礎，分析淋洗效果的作用機理，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用于稀土礦山修復的可行性，為礦區(qū)生態(tài)修復提供一種新的思路。研究內(nèi)容和結果如下：
　?。?）pH值是影響鼠李糖脂結構的主要因素。通過觀察不同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。當環(huán)境pH值偏低（p

3、H<7），鼠李糖脂在溶液中主要以結構較大的囊泡型形態(tài)為主導，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。
　?。?）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，通過方程參數(shù)對比發(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，鼠李糖脂的吸附常數(shù)最大，吸附行為更傾向于線性

4、關系；pH值為5.5時，方程線性因子最大，平衡常數(shù)與吸附量之間對應關系更傾向于S型曲線。
　?。?）鼠李糖脂對稀土元素的絡合能力具有差異性。以陽離子交換樹脂作為吸附介質(zhì)，在水相體系中，鼠李糖脂對六種元素的離子交換效果均會隨著鼠李糖脂濃度的增加而提高。計算后鼠李糖脂與各元素之間的絡合能力強弱為：Y>La>Eu>Ce。絡合常數(shù)受環(huán)境pH影響， pH值提高，絡合能力增強；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，與絡合能力強弱吻合。在“鼠李糖脂-稀土元素-土壤膠團”組成的反應體系中，當土壤中鼠李糖脂濃度較小（低于閾值濃度），鼠李糖脂與稀土元素主要發(fā)生競爭吸附作用，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；當鼠李糖脂濃度超過閾值濃度，淋洗率大小主要受鼠李糖脂與各稀土元素的絡合能力影響。
　?。?）鼠李糖脂作為一種淋洗劑，它的加入能迅速提高土壤有機質(zhì)含量，并通過包裹土壤顆粒提高土壤的保水保濕能力。通過土壤淋洗前后對比可以發(fā)現(xiàn)，鼠李糖脂的加入能夠在增加稀土元素流動性的同時，通過提高有機結合態(tài)稀土元素含量來促進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