湖南澧阳平原黑褐色土的稀土元素地球化学特征及其环境意义

通过对澧阳平原大量的野外考察、典型剖面玉成(YC)黑褐色土壤剖面的系统取样和室内粒度、稀土元素地球化学分析,以及OSL和AMS14C年代测定,探讨了黑褐色土的稀土地球化学特征,揭示了黑褐色土的形成年代、形成过程与形成环境.研究结果表明,黑褐色土层XREE变化范围分布在184.63-264.261μg·g-1,其平均值为207.93μg·g-1;低于剖面的∑REE总平均值219.87Pμg·g-1,与洞庭盆地的红土∑REE平均值(211.6μg·g-1)大体相当,但明显高于镇江下蜀黄土(207.7μg·g-1)和黄土高原黄土(159.2μg·g-1),表明YC剖面黑褐色土上经过了相对较强的风化成壤作用.YC剖面黑褐色土的稀土分布模式与该剖面黄土层、黄土高原黄土、镇江下蜀黄土和洞庭盆地风成红土等典型风成沉积物的分布模式具有一致性,而与河流沉积物、湖泊沉积物和基岩风化红土在稀土的分布模式上具有明显差别.而且,YC剖面沉积物粒度频率曲线呈明显的单峰分布,与典型河流相的双峰粒度频率分布存在显著差异;YC剖面位于澧阳平原中部台地上,比周边高5-10m,不可能是洪水作用沉积物;野外调查进一步表明,沉积物无水流作用痕迹;OSL和AMS14C年代测定表明,黑褐色土层形成的年代对应于23.8-10.6 ka BP,此年代对应于末次冰期的晚期,其形成于相对冷湿的气候环境.因此,黑褐色土层及其上、下部的黄土层均为风成堆积物.     

Ce~(3+)对厌氧颗粒污泥产VFA的影响

采用批式实验,以葡萄糖和乙酸钠为基质,研究投加不同浓度稀土Ce3+对稳定驯化和长期贮存的厌氧颗粒污泥消化产VFA的影响.结果表明,Ce3+浓度＜1 mg/L时可降低消化过程中的VFA浓度,促进丁酸向乙酸的转化以及乙酸转化为甲烷;Ce3+浓度为1～10 mg/L时则抑制细菌活性,不利于乙酸和丁酸的降解.稀土Ce的投加对以葡萄糖为基质的厌氧颗粒污泥消化产VFA中各组分的质量分数影响较小,厌氧消化前期和中期VFA产物主要为丁酸和乙酸,两者含量之和约为96%,丙酸含量＜3%.以乙酸钠为唯一基质厌氧消化时,0.05 mg/L Ce3+的投加对乙酸钠降解具有一定促进作用,可提高反应速率和去除率.污泥经过长期贮存活性降低,但含稀土Ce的厌氧颗粒污泥活性高于不含稀土的污泥,利用含稀土Ce的污泥有利于反应器再启动.     

钐对小鼠睾丸组织超微结构的影响

为评价稀土元素钐对雄性小鼠睾丸组织结构的影响,将小鼠分组,并饮用含硝酸钐0、5、50、500、2000mg/L的蒸馏水,90d后处死,称量体重和睾丸重量,制备光镜和电镜切片.结果表明,与对照组相比,2000mg/L剂量组的小鼠睾丸脏器系数显著降低;光镜观察显示高剂量组的小鼠睾丸曲细精管萎缩、变性,结构紊乱,生精细胞明显减少;电镜观察显示高剂量的钐可致曲细精管管膜萎缩,各级生精细胞均受到不同程度的损伤,线粒体普遍出现肿胀、空泡化现象,核膜模糊或缺失,染色质边集.提示500,2000mg/L剂量下的钐暴露对小鼠的睾丸组织具有一定的损伤效应.     

稀土元素在土壤中的释放与迁移研究进展

稀土是全球重要的战略资源,在高科技产业及日常生活中广泛应用。由于稀土资源需求量的日益增加,稀土矿大量开采,加剧了稀土矿区周边环境污染,危害居民健康。因此,探究土壤中稀土元素的释放和迁移机理及影响机制对稀土的污染防治、生态修复及潜在风险评估都具有重要的现实指导意义。文章综述了稀土元素在土壤中释放与迁移机制、形态、及其影响因素方面的研究进展,主要结论为,(1)稀土元素在土壤中的释放与迁移机制主要包括4种类型:铁锰(氢)氧化物的还原溶解、土壤有机质的促进、离子交换作用以及土壤胶体协同。(2)稀土有机络合物、硫酸盐络合物、碳酸盐络合物是稀土元素在土壤中迁移的主要形态,稀土氟、氯、磷酸盐络合物不太可能作为稀土元素在土壤中迁移的载体。(3)稀土元素在土壤中的释放与迁移主要受pH值、氧化还原条件、配体浓度等环境因子影响,pH值与配体浓度与稀土元素的迁移形态高度相关。未来应通过世界各地不同土壤类型、不同环境驱动因子作用下稀土元素释放迁移的研究,探明引起稀土元素在土壤中释放的主导机制;加强稀土元素长距离迁移研究,在土壤环境中稀土元素分馏机制层面揭示稀土元素地球化学循环,为稀土矿区尾矿、废弃地中残留稀土的回收、利用提供理论与技术支持。     

赣南稀土矿区环境地球化学景观中稀土元素的迁移特征

选择赣南典型表生稀土矿区环境地球化学景观,研究了稀土元素在环境中的迁移规律,探讨稀土元素的迁移强度大小结果表明,该区环境中各稀土元素的水迁移能和大致排序为：（Ｔｂ,Ｅｕ）〉（Ｙｂ,Ｌｕ）〉（Ｓｍ,Ｎｄ,Ｌａ）〉Ｃｅ．稀土元素的生物迁移能力主要取决于植物的种属,轻、中稀土比重稀土元素相对易于被植物选择吸收。     

有机配体EDTA对土壤吸附和解吸稀土元素行为的影响

研究了有机配体EDTA对土壤吸附和解吸稀土元素La、Gd、Y的影响．结果表明,吸附作用在加入有机配体和稀土元素后0.5h便达到平衡,当存在单一稀土元素时,土壤对La、Gd、Y吸附量随EDTA浓度增加而减少,而在混合稀土元素条件下,土壤对各稀土元素的吸附与稀土－EDTA配合物稳定常数呈负相关,并且观察到竞争吸附现象．EDTA可促进稀土元素从土壤中解吸下来,解吸量与EDTA配体浓度呈正相关,其相关方程可用 1nX＝n 1n c＋1nK来描述     

稀土元素镧在底泥及底栖生物螺蛳中的积累

通过140La放射示踪技术,研究了稀土元素镧（La）在底泥及底栖生物螺蛳（梨形环棱螺,Belamyapurificata）中的分布和积累作用。结果表明,稀土元素镧在底泥中较易积累,并主要以碳酸盐结合态（36％左右）、铁锰结合态（26％左右）及有机结合态（14％左右）形态存在;螺蛳对镧也有一定的富集能力,其各部位镧的积累量依次为：内脏囊＞螺壳＞头足部;高浓度（10mg/L）处理组底泥及螺蛳中镧的积累量明显高于低浓度（2mg/L）处理组,但富集能力差异不大。     

稀土元素对小球藻生长的影响

研究稀土元素镧（Ｌａ）铈（Ｃｅ）、镨（Ｐｒ）、钕（Ｎｄ）及其混合物对蛋白核小球藻（Ｃｈｌｏｒｅｌｌａ ｐｙｒｅｎｏｉｄｅｓ）生长的影响。结果表明,低浓度（２ｍｇ／Ｌ）稀土元素对小球藻生长影响不大;随处理浓度的提高（１０－２００ｍｇ／Ｌ）,稀土元素小球藻生长明显的抑制作用。各元素对小球藻的毒性顺序（按ＥＣ５０计）依次为,Ｎｄ〉Ｃｅ〉Ｐｒ〉Ｌａ〉混合稀土,但毒性差异很小。     

稀土元素的致突变性研究

用VMT检测14种稀土元素的致突变性,结果表明：重稀土组最强,中稀土组次之,轻稀土组软弱,其阈值为1μg/mL～5μg/mL。在一定浓度下,稀土对植物生长的影响表现为蚕豆根尖发黑甚至变硬,显微镜下见纤维组织增多,细胞变小、萎缩或变形,显示稀土具有细胞毒性;大量葡萄糖介质可使稀土毒性缓解;稀土－柠檬酸络合物可使稀土致突变阈值后移     

沉淀浮选法回收废液中稀土的实验研究

依据沉淀浮选法的基本原理,提出了从废酸中回收RE_2O_3的方法.用Na_2SO_4作沉淀剂,与RE~(3+)形成溶解度小的RE_2(SO_4)_3·xNa_2SO_4·yH_2O复盐;用月桂胺作捕收剂浮选回收,RE_2O_3的回收率达98％以上。用(NH_4)_2SO_4作沉淀剂分离废酸中的Ca~(2+),去除率达99％,从而使浓度为2mol/L的HCl废酸能循环使用。