本文關(guān)鍵詞：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

  更多相關(guān)文章： 鼠李糖脂 稀土元素 土壤淋洗 絡(luò)合常數(shù) 生物表面活性劑

【摘要】：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(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(jié)果如下:(1)pH值是影響鼠李糖脂結(jié)構(gòu)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(pH7),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,pH值越低,鼠李糖脂越容易發(fā)生沉降;在堿性條件(pH7)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。(2)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關(guān)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(yīng)關(guān)系更傾向于S型曲線。(3)鼠李糖脂對稀土元素的絡(luò)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(luò)合能力強弱為:YLaEuCe。絡(luò)合常數(shù)受環(huán)境pH影響,pH值提高,絡(luò)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。(4)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:YLaEuCe,與絡(luò)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(yīng)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(luò)合能力影響。(5)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(jié)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說明鼠李糖脂作為淋洗劑并不會加劇土壤養(yǎng)分流失。
【關(guān)鍵詞】：鼠李糖脂 稀土元素 土壤淋洗 絡(luò)合常數(shù) 生物表面活性劑
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X53;X753
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 稀土資源概述10-12
• 1.1.1 稀土資源現(xiàn)狀10
• 1.1.2 離子型稀土礦區(qū)開采及環(huán)境問題10-12
• 1.2 土壤污染及修復概述12-15
• 1.2.1 土壤污染現(xiàn)狀及危害12-13
• 1.2.2 土壤污染治理研究進展13-15
• 1.2.3 土壤污染常用工程措施15
• 1.3 生物表面活性劑15-20
• 1.3.1 生物表面活性介紹15-16
• 1.3.2 生物表面活性分類16-18
• 1.3.3 生物表面活性劑應(yīng)用研究進展18-19
• 1.3.4 生物表面活性劑在土壤修復中的研究19-20
• 1.4 本課題研究的主要內(nèi)容及技術(shù)路線20-22
• 1.4.1 研究內(nèi)容20-21
• 1.4.2 技術(shù)路線21-22
• 第二章 實驗材料22-25
• 2.1 實驗材料22-23
• 2.1.1 模擬土壤配置22-23
• 2.1.2 柱狀動態(tài)淋洗裝置23
• 2.2 實驗原料及藥劑23-24
• 2.3 實驗所用儀器24-25
• 第三章 鼠李糖脂在土壤中的吸附行為25-37
• 3.1 引言25
• 3.2 實驗與分析方法25-26
• 3.2.1 鼠李糖脂臨界膠束濃度（CMC）測定25-26
• 3.2.2 鼠李糖脂濃度測定26
• 3.2.3 鼠李糖脂溶液的生物顯微鏡呈像26
• 3.2.4 鼠李糖脂在土壤中的吸附行為26
• 3.3 結(jié)果與討論26-35
• 3.3.1 鼠李糖脂溶液的臨界膠束濃度26-28
• 3.3.2 鼠李糖脂濃度曲線28
• 3.3.3 pH值對鼠李糖脂形態(tài)影響28-30
• 3.3.4 pH值對鼠李糖脂溶液Zeta電位影響30-31
• 3.3.5 鼠李糖脂在土壤膠團中的吸附31-32
• 3.3.6 吸附方程的選擇32-33
• 3.3.7 pH值對鼠李糖脂在土壤中的吸附行為33-35
• 3.4 章節(jié)小結(jié)35-37
• 第四章 鼠李糖脂與稀土元素絡(luò)合穩(wěn)定常數(shù)測定37-46
• 4.1 引言37-38
• 4.2 實驗與分析方法38
• 4.2.1 樹脂預(yù)處理38
• 4.2.2 絡(luò)合實驗38
• 4.3 結(jié)果與討論38-44
• 4.3.1 離子交換效果38-39
• 4.3.2 絡(luò)合常數(shù)計算39-40
• 4.3.3 pH值影響40-42
• 4.3.4 (NH_4)_2SO_4及各離子對絡(luò)合效果影響42-43
• 4.3.5 溫度對絡(luò)合效果影響43-44
• 4.4 章節(jié)小結(jié)44-46
• 第五章 鼠李糖脂對稀土元素La、Ce、Y、Eu的淋洗效果實驗46-56
• 5.1 引言46
• 5.2 實驗與分析方法46-47
• 5.3 結(jié)果與討論47-54
• 5.3.1 鼠李糖脂濃度對淋洗效果影響47-48
• 5.3.2 鼠李糖脂對稀土元素淋洗效果分析48-50
• 5.3.3 稀土元素初始濃度對淋洗效果影響50-51
• 5.3.4 pH值對淋洗效果影響51-52
• 5.3.5 淋洗次數(shù)對淋洗效果的影響52-53
• 5.3.6 淋洗方式對淋洗效果的影響53-54
• 5.4 章節(jié)小結(jié)54-56
• 第六章 淋洗前后稀土元素及土壤顆粒變化56-66
• 6.1 引言56
• 6.2 實驗與分析方法56-58
• 6.2.1 數(shù)據(jù)分析56-57
• 6.2.2 分析方法57-58
• 6.3 結(jié)果與討論58-65
• 6.3.1 土壤中稀土形態(tài)變化58-60
• 6.3.2 土壤穩(wěn)定性和流動性變化60-61
• 6.3.3 淋洗前后土壤p H值變化61-62
• 6.3.4 淋洗前后土壤陽離子交換量變化62-63
• 6.3.5 淋洗前后土壤銨態(tài)氮、有效磷、速效鉀的變化63-64
• 6.3.6 淋洗后土壤顆粒SEM表征64-65
• 6.4 章節(jié)小結(jié)65-66
• 第七章 結(jié)論與展望66-69
• 7.1 結(jié)論66-68
• 7.2 展望68-69
• 參考文獻69-76
• 致謝76-77
• 攻讀學位期間的研究成果77-78

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