腐殖酸與粘土礦物復(fù)合體系對(duì)稀土元素鑭、釹吸附特性的研究.pdf

1、我國(guó)是世界上稀土資源較為充足的國(guó)家之一，同時(shí)也是稀土資源消耗大國(guó)，現(xiàn)在稀土已被廣泛運(yùn)用到各個(gè)領(lǐng)域，其中稀土的農(nóng)用已經(jīng)成為第三大消費(fèi)市場(chǎng)。低濃度稀土有利于促進(jìn)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的增加，而高濃度稀土則會(huì)出現(xiàn)抑制作用，這就是稀土的生物效應(yīng)。稀土的不斷應(yīng)用導(dǎo)致其在土壤環(huán)境中的積累速率超過(guò)了衰減速率，而土壤中過(guò)量的稀土通過(guò)一系列遷移轉(zhuǎn)化、吸附等環(huán)境行為形成不同的結(jié)合態(tài)，影響著土壤的理化性質(zhì)，干擾作物的生長(zhǎng)，進(jìn)而可能引發(fā)一系列毒理學(xué)效應(yīng)。
　　本

2、文在魏斌和賈黎的研究基礎(chǔ)上，將腐殖酸和粘土礦物（高嶺石、蒙脫石、伊利石、蛭石、綠泥石、凹凸棒石粘土、膨潤(rùn)土）分別用無(wú)紡布過(guò)濾袋包裝，然后結(jié)合作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的復(fù)合吸附體系，采用平衡振蕩法，通過(guò)復(fù)合體系分別對(duì)稀土元素鑭(La)、釹(Nd)以及混合溶液體系進(jìn)行吸附性實(shí)驗(yàn)，用ICP進(jìn)行檢測(cè)吸附平衡液中稀土含量，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到以下結(jié)果:
　　1.稀土鑭(La)、釹(Nd)單一吸附系列
　　①腐殖酸和粘土礦物復(fù)合體系對(duì)稀土鑭

3、、釹的吸附等溫線用Langmuir方程擬合最佳，這與土壤對(duì)稀土的吸附特征相似，而且在稀土元素的單一體系中，復(fù)合吸附體系對(duì)鑭和釹的最大吸附量無(wú)明顯差異。
　?、诮?jīng)過(guò)消解實(shí)驗(yàn)得到，消解回收率最低為5mmol/L La3+體系的78.20％，最高為20mmol/L Nd3+體系的92.11％，其他La3+、Nd3+體系的消解回收率為80.04％～90.25％，其中腐殖酸對(duì)La3+的吸附是粘土礦物的3.0～3.28倍，占總吸附量的26％～

4、29％;而對(duì)Nd3+的最大吸附是粘土礦物的3.43～3.96倍，占總吸附量的26％～30％。
　?、鄹乘崤c粘土礦物的吸附競(jìng)爭(zhēng)趨勢(shì)為:HA＞蒙脫石＞膨潤(rùn)土＞蛭石＞伊利石＞凹凸土＞綠泥石＞高嶺石，且La3+體系中，2∶1型礦物的吸附能力是1∶1型的3.68～5.44倍，而Nd3+體系中，2∶1型礦物的吸附能力是1∶1型的3.49～4.74倍;相同類(lèi)型的礦物中，具有膨脹性的比非膨脹性的吸附能力強(qiáng)，產(chǎn)生這種吸附差異性主要與各礦物的晶格構(gòu)

5、造有關(guān)。
　　2.稀土鑭(La)、釹(Nd)混合吸附系列
　?、倥c單一稀土鑭(La)、釹(Nd)系列相似，在混合稀土鑭、釹系列中，復(fù)合吸附體系對(duì)鑭（釹）的等溫吸附過(guò)程與Langmuir方程擬合最佳，但各吸附單體的等溫吸附過(guò)程并非完全符合Langmuir方程，其中伊利石與綠泥石更合適用Freundlich方程描述。
　?、谝罁?jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，各個(gè)吸附單體對(duì)稀土鑭（釹）的吸附量大小與單一體系一致，但各個(gè)吸附單體對(duì)混合稀土鑭、釹的

6、吸附量與單一稀土體系相比，存在著一定的差異性。按照La、Nd的豐度比3∶2，在實(shí)驗(yàn)最大濃度20mmol/L時(shí)，La與Nd的吸附量之比小于3∶2（比值在1.0～1.39范圍內(nèi)），說(shuō)明在混合體系中，復(fù)合吸附體系對(duì)Nd的競(jìng)爭(zhēng)吸附力高于La。
　?、墼诨旌舷⊥罫a、Nd系列中，各礦物的吸附量大小:腐殖酸＞無(wú)機(jī)黏土礦物;無(wú)機(jī)礦物中，2∶1型粘土礦物＞1∶1粘土礦物，膨脹型粘土礦物＞非膨脹型粘土礦物，這與單一La(Nd)系列的競(jìng)爭(zhēng)吸附趨向一致

7、，其中1∶1粘土礦物對(duì)La的吸附隨著稀土濃度的增長(zhǎng)而上升，對(duì)Nd的吸附則相對(duì)平穩(wěn)。按照自然界稀土La、 Nd的豐度比3∶2，2∶1(1∶1)型粘土礦物、非膨脹型粘土礦物對(duì)La的吸附是Nd的1.0～1.4倍，小于3∶2，說(shuō)明粘土礦物對(duì)Nd的競(jìng)爭(zhēng)吸附大于La。
　?、茉趯?shí)驗(yàn)所設(shè)濃度范圍內(nèi)，腐殖酸對(duì)混合體系中La的最大吸附量為6.215mg/g，對(duì)Nd的吸附量為4.942mg/g，分別占復(fù)合吸附體系的37.9％和36％，明顯高于單一體系