酒石酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸對(duì)污染土壤中鑭的去除效果

梁俊捷,張世熔,廖成陽(yáng),肖羅怡,王貴胤

(1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源學(xué)院,四川 成都　611130;2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院/ 四川省土壤環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川 成都　611130)

?

酒石酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸對(duì)污染土壤中鑭的去除效果

梁俊捷1,張世熔2①,廖成陽(yáng)2,肖羅怡2,王貴胤2

(1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源學(xué)院,四川 成都611130;2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院/ 四川省土壤環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川 成都611130)

摘要：通過(guò)振蕩淋洗法研究了酒石酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸在不同濃度、淋洗時(shí)間和pH值條件下對(duì)2種污染農(nóng)田土壤中鑭(La)的去除效率。結(jié)果表明,在 25 ℃、200 r·min-1恒溫振蕩條件下,3種淋洗劑對(duì)人工污染土壤鑭的淋洗率均隨濃度的增加而增加,隨淋洗時(shí)間的延長(zhǎng)而增加至穩(wěn)定狀態(tài),隨著pH值的增加呈先增加后減小趨勢(shì)。3者的最佳淋洗濃度、時(shí)間和pH值分別為0.01 g·mL-1、4 h和5.0,在此條件下,酒石酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸對(duì)w(La)為300 mg·kg-1人工污染土壤的最佳淋洗率分別為57.13%、62.32%和54.86%,對(duì)w(La)為2 500 mg·kg-1人工污染土壤的最佳淋洗率分別為74.39%、77.94%和72.75%,對(duì)w(La)為463.6 mg·kg-1的礦區(qū)土壤的最佳淋洗率分別為17.8%、23.7%和24.3%。綜合考慮土壤中La的去除效果和成本,選擇檸檬酸作為最佳淋洗劑。

關(guān)鍵詞：污染土壤;有機(jī)酸;鑭(La);淋洗;效率

鑭(La)是一種重要的稀土元素,主要富集于地殼中,因廣泛應(yīng)用于工業(yè)材料制造和農(nóng)業(yè)稀土肥料中而導(dǎo)致土壤污染[1]。常見(jiàn)的土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)主要包括挖掘填埋、電動(dòng)力學(xué)修復(fù)、植物修復(fù)和土壤化學(xué)淋洗等[2-5]。已有的研究用植物修復(fù)技術(shù)去除土壤中的La,如SHEN等[1]用巨桉來(lái)修復(fù)La污染土壤,得到鑭的去除率達(dá)63.44%,但此技術(shù)歷時(shí)過(guò)長(zhǎng)。目前淋洗技術(shù)因高效性和能徹底去除土壤重金屬等優(yōu)點(diǎn)已被發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛應(yīng)用[6]。目前常用的淋洗劑包括酸、鹽、人工螯合劑和生物表面活性劑等[7-8]。無(wú)機(jī)酸和鹽溶液具有效果好、速度快、成本低等優(yōu)點(diǎn)。然而,MOUTSATSOU等[9]研究表明,1 mol·L-1HCl可以去除污染土壤中82%的鋅和80%的Mn,但淋洗過(guò)程中會(huì)使土壤pH值變化,破壞土壤的理化性質(zhì)及結(jié)構(gòu)。EDTA作為淋洗劑已被廣泛應(yīng)用于土壤重金屬修復(fù)中,但其在土壤中生物降解性差,容易在土壤中殘留而造成二次污染,危害土壤生態(tài)系統(tǒng)[10]。生物表面活性劑具有活性高、毒性低、可生物降解等優(yōu)點(diǎn)[11]。如MULLIGAN[12]用鼠李糖脂振蕩淋洗土壤中Cd和Ni,淋洗率分別達(dá)73.2%和68.1%。但生物表面活性劑成本高,目前未能大規(guī)模應(yīng)用于土壤污染修復(fù)中[6]。因此,探索一種價(jià)格低廉、淋洗高效、環(huán)境友好的淋洗劑尤為重要。

酒石酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸均屬于天然小分子有機(jī)酸,對(duì)土壤中的某些金屬淋洗效果較好,且易生物降解,對(duì)環(huán)境無(wú)污染。如易龍生等[13]用檸檬酸和酒石酸作為淋洗劑對(duì)土壤中Cd進(jìn)行淋洗,淋洗率分別達(dá) 61.5%和 55.3%;甘文君等[14]用檸檬酸淋洗土壤中Cu、Cr、Ni和Zn,淋洗率分別達(dá)26.3%、25.7%、33.0%和21.6%;JIA等[15]研究了檸檬酸在Cd和Zn污染土壤中的可降解性,表明檸檬酸20 d內(nèi)可降解70%。目前關(guān)于有機(jī)酸淋洗土壤重金屬Pb、Cd、Zn等的研究已有很多,但對(duì)土壤中La的淋洗研究尚鮮見(jiàn)報(bào)道。因此,筆者選擇酒石酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸作為淋洗劑,通過(guò)探索其淋洗機(jī)制以及淋洗劑濃度、pH值和淋洗時(shí)間等因素對(duì)土壤中La淋洗率的影響,為L(zhǎng)a污染土壤的實(shí)際修復(fù)工作提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1供試土壤與淋洗劑

1.1.1土壤采集

供試人工污染土壤采自四川省成都市溫江區(qū)惠和村農(nóng)田,供試礦區(qū)土壤采自四川省西昌市冕寧稀土尾礦。采集0～20 cm深度表層土,自然風(fēng)干,剔除植物殘?bào)w和石塊,磨碎過(guò)2 mm孔徑尼龍篩,混勻,備用。

1.1.2污染土壤制備

取備用的土壤2份,分別添加LaCl3溶液使其w(La)分別為300 mg·kg-1(記為土樣A)和2 500 mg·kg-1(記為土樣B)。于室溫下振蕩48 h后,自然狀態(tài)下平衡鈍化反應(yīng)8周,每隔1周攪拌1次,以使土壤污染均勻。土壤基本理化性質(zhì)見(jiàn)表 1。

1.1.3淋洗劑準(zhǔn)備

淋洗劑為檸檬酸、蘋(píng)果酸和酒石酸。供試淋洗劑均為分析純,研究用水為去離子水。

表1供試土壤基本理化性質(zhì)

Table 1Physical-chemical properties of the tested soils

土壤w(有機(jī)質(zhì))/(g·kg-1)pH值陽(yáng)離子交換量/(cmol·kg-1)w/%砂礫粉粒黏粒w(La)/(mg·kg-1)人工土壤A/B25.725.219.7241.5715.8342.60300/2500礦區(qū)土壤11.006.019.2060.3028.5011.20463.6

1.2淋洗過(guò)程

1.2.1有機(jī)酸濃度對(duì)鑭淋洗率的影響

分別稱(chēng)取A、B土樣各5.00 g于100 mL白色塑料瓶中,分別加入ρ為0.000 5、0.001、0.002、0.005和0.01 g·mL-1的酒石酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸各100 mL,在25 ℃條件下以200 r·min-1振蕩2 h。收集濾液并在離心機(jī)中以4 000 r·min-1離心10 min,離心半徑為5 cm。取上清液過(guò)0.45 μm孔徑濾膜后,用電感耦合等離子體(ICP)測(cè)定La含量。各處理重復(fù)3次。各濃度下淋洗劑pH值見(jiàn)表2。

表2設(shè)定濃度下有機(jī)酸淋洗劑pH值

Table 2pH of organic acids of a set concentration

ρ/(g·mL-1)不同有機(jī)酸淋洗劑pH值酒石酸蘋(píng)果酸檸檬酸0.00053.404.433.550.0012.983.203.190.0022.642.942.880.0052.332.582.540.012.182.402.37

1.2.2淋洗時(shí)間對(duì)鑭淋洗率的影響

分別稱(chēng)取A、B土樣各5.00 g于100 mL白色塑料瓶中,分別加入ρ為0.01 g·mL-1的酒石酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸各100 mL,在25 ℃條件下以200 r·min-1分別振蕩0.5、1、2、4和8 h。收集濾液并在4 000 r·min-1條件下離心10 min,離心半徑為5 cm。取上清液過(guò)0.45 μm孔徑濾膜后,用ICP測(cè)定La含量,各處理重復(fù)3次。

1.2.3pH值對(duì)鑭淋洗率的影響

分別稱(chēng)取A、B土樣各5.00 g于100 mL白色塑料瓶中,分別加入ρ為0.01 g·mL-1的酒石酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸各100 mL,用稀釋后的HNO3或NaOH將pH值調(diào)節(jié)為3.0、5.0、7.0、9.0和11.0,在25 ℃條件下以200 r·min-1速率振蕩4 h。收集濾液并在4 000 r·min-1條件下離心10 min,離心半徑為5 cm。取上清液過(guò)0.45 μm孔徑濾膜后,用ICP測(cè)定La含量,各處理重復(fù)3次。

1.2.4礦區(qū)土壤中鑭的去除

稱(chēng)取礦山土壤樣品5.00 g于100 mL白色塑料瓶中,分別加入ρ為0.01 g·mL-1的酒石酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸各100 mL,用稀釋后的HNO3或NaOH將pH值調(diào)節(jié)為5.0,在25 ℃條件下,以200 r·min-1速率振蕩4 h。收集濾液并在4 000 r·min-1條件下離心10 min,離心半徑為5 cm。取上清液過(guò)0.45 μm孔徑濾膜后,用ICP測(cè)定La含量,各處理重復(fù)3次。

1.3數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件中的單因素 ANOVA 分析法對(duì)同一淋洗劑在不同濃度、pH值和淋洗時(shí)間條件下對(duì)重金屬的去除率數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析。平均數(shù)比較采用最小顯著差數(shù)法(LSD)檢驗(yàn)。

2結(jié)果與討論

2.1有機(jī)酸濃度對(duì)La淋洗率的影響

如圖1所示，在w(La)為300 mg·kg-1的土壤中,當(dāng)ρ(酒石酸)低于0.002 g·mL-1時(shí),其對(duì)土壤鑭的淋洗率隨濃度的增加無(wú)明顯變化,當(dāng)ρ(酒石酸)高于0.002 g·mL-1時(shí),淋洗率隨濃度的增加呈增加趨勢(shì);檸檬酸和蘋(píng)果酸對(duì)土壤La的淋洗率在ρ低于0.002 g·mL-1時(shí)增長(zhǎng)緩慢,高于0.002 g·mL-1時(shí)則顯著增加(P<0.05)。在ρ為0.01 g·mL-1時(shí),酒石酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸對(duì)土壤La的淋洗率均達(dá)最大值,分別為33.5%、30.8%和42.3%。

圖1不同濃度酒石酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸對(duì)鑭污染土壤的淋洗率

Fig.1La removal rates of tartaric acid, citric acid and malic acid relative to concentration

在w(La)為2 500 mg·kg-1的土壤中,酒石酸和檸檬酸對(duì)La的淋洗率隨ρ的增加呈顯著增加趨勢(shì)(P<0.05),而蘋(píng)果酸對(duì)土壤La的淋洗率在ρ低于0.001 g·mL-1時(shí)呈顯著增加趨勢(shì)(P<0.05),在ρ高于0.001 g·mL-1時(shí)增長(zhǎng)緩慢。ρ為0.01 g·mL-1時(shí),酒石酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸對(duì)土壤La的淋洗率達(dá)最大值,分別為50.9%、55.3%和38.4%。因此,0.01g·mL-1為3種有機(jī)酸的最佳淋洗濃度。

在不同濃度下,有機(jī)酸對(duì)土壤La的淋洗效果不同,但總體上均隨濃度的增加而增大，其機(jī)制主要有2點(diǎn):(1)在酸性條件下,土壤中的水溶態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)鑭溶于淋洗液,土壤膠體表面所吸附的La離子與H+交換進(jìn)入淋洗液[16]。隨著有機(jī)酸濃度的增加,土壤pH值降低,促使土壤中難溶態(tài)La的鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)逐漸轉(zhuǎn)化為交換態(tài),La活性增強(qiáng),土壤La的淋洗率增大[17];(2)有機(jī)酸與La離子絡(luò)合,從而促進(jìn)土壤膠體表面La的解吸,La活性增強(qiáng),而此絡(luò)合作用是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,會(huì)受到有機(jī)酸濃度的影響。梁麗麗等[18]研究指出,適當(dāng)?shù)卦黾訖幟仕岣鶟舛瓤梢蕴岣咂鋵?duì)某些重金屬的去除效率。

3種有機(jī)酸對(duì)La的淋洗效果不同,這與3種有機(jī)酸所含羧基和羥基的個(gè)數(shù)有關(guān)[19]。檸檬酸為二羥基三羧酸,酒石酸為二羥基二羧酸,蘋(píng)果酸為一羥基二羧酸。在w(La)為2 500 mg·kg-1的土壤中,3種有機(jī)酸對(duì)La的淋洗率變化并不完全一致。在ρ為0.01 g·mL-1時(shí),檸檬酸對(duì)La的淋洗率最高,酒石酸次之,蘋(píng)果酸最低,其原因是檸檬酸所含羧基數(shù)量最多,酒石酸的羥基和羧基數(shù)量較蘋(píng)果酸多。而在w(La)為300 mg·kg-1的土壤中,ρ為0.01 g·mL-1時(shí),蘋(píng)果酸對(duì)La的淋洗率最高,酒石酸與檸檬酸對(duì)La的淋洗率相差不大,是因?yàn)樵贏、B這2種土樣中,有機(jī)酸對(duì)低濃度La的淋洗速率比高濃度La緩慢,因此需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能達(dá)到最終淋洗狀態(tài)。

2.2淋洗時(shí)間對(duì)La淋洗率的影響

如圖2所示，在w(La)為300和2 500 mg·kg-1的土壤中,隨著淋洗時(shí)間的延長(zhǎng),酒石酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸對(duì)土壤La的淋洗率隨淋洗時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。而在淋洗時(shí)間大于4 h時(shí),3種酸對(duì)土壤La的淋洗率隨淋洗時(shí)間的延長(zhǎng)增加并不顯著(P>0.05)。因此，在實(shí)際La污染土壤淋洗工作中,考慮到成本效率和時(shí)間效率,選擇4 h為酒石酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸的最佳淋洗時(shí)間。

圖2不同淋洗時(shí)間條件下酒石酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸對(duì)鑭污染土壤的淋洗率

Fig.2La removal rates of tartaric acid, citric acid and malic acid relative to duration of leaching

一定條件下,隨著淋洗時(shí)間的延長(zhǎng),淋洗劑與土壤中鑭的相互反應(yīng)會(huì)更加徹底,淋洗率會(huì)更大[20]。但在w(La)為300和2 500 mg·kg-1的土壤中,檸檬酸和蘋(píng)果酸對(duì)La的淋洗率隨淋洗時(shí)間的延長(zhǎng)而緩慢增加至趨于平衡,其機(jī)制為淋洗初始,土壤膠體外表面的La通過(guò)溶解、離子交換和絡(luò)合作用進(jìn)入溶液,此時(shí)淋洗率快速而高效[21]。隨著淋洗時(shí)間的增加,淋洗劑必須要進(jìn)入土壤膠體的內(nèi)表面才能進(jìn)一步釋放難接近狀態(tài)的La,且隨著淋洗時(shí)間的延長(zhǎng),淋洗劑與土壤中La的反應(yīng)趨于平衡,淋洗率也逐漸趨于平衡,因此,淋洗率增加較緩慢。

2.3pH值對(duì)La淋洗率的影響

如圖3所示，在w(La)為300和2 500 mg·kg-1的土壤中,pH值小于5.0時(shí),酒石酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸對(duì)土壤La的淋洗率隨pH值的增加而增大;pH值大于5.0時(shí),La淋洗率隨pH的增大而減小。因此，在pH值等于5.0時(shí),酒石酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸對(duì)La的淋洗率均達(dá)到最大值,在w(La)為300 mg·kg-1的土壤中,酒石酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸對(duì)土壤La的淋洗率分別為57.13%、62.32%和54.86%,在w(La)為2 500 mg·kg-1的土壤中,酒石酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸對(duì)La的淋洗率分別為74.39%、77.94%和72.75%。

pH值影響著La的形態(tài),進(jìn)而影響著有機(jī)酸對(duì)土壤La淋洗的動(dòng)力學(xué)過(guò)程[22]。在低pH值時(shí),H+濃度增加可促進(jìn)淋洗劑與土壤中La的相互作用,使La淋洗率逐漸增加[23]。然而pH值超過(guò)最適值時(shí),土壤表面負(fù)電荷積累增加,La離子轉(zhuǎn)化成沉淀物而被土壤再吸附,土壤La淋洗率逐漸減小[24]。由于此供試土壤自然狀態(tài)下的pH值為5.2,且酒石酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸對(duì)土壤La的淋洗率在pH值為5.0時(shí)達(dá)到最大,因此為得到最大淋洗率和減少淋洗對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響,選擇pH值為5.0 時(shí)3種有機(jī)酸的最佳淋洗pH值。

圖3不同pH值條件下酒石酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸對(duì)鑭污染土壤的淋洗率

Fig.3La removal rates of tartaric acid, citric acid and malic acid relative to soil pH

2.4礦區(qū)土壤鑭的去除

3種有機(jī)酸在ρ為0.01 g·mL-1、pH值為5.0和淋洗時(shí)間為4 h的最佳淋洗條件下對(duì)礦區(qū)土壤進(jìn)行淋洗,酒石酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸對(duì)礦土中La的淋洗率分別為17.8%、23.7%和24.3%。因此,3種有機(jī)酸對(duì)去除礦區(qū)土壤中的La有一定效果。

3結(jié)論

(1)酒石酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸能夠有效地去除人工污染農(nóng)田土壤與稀土礦區(qū)土壤中的La。酒石酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸對(duì)人工污染土壤La的淋洗率均隨其濃度的增加而增加,隨淋洗時(shí)間的延長(zhǎng)而增加至穩(wěn)定狀態(tài),隨pH值的增加呈先增加后減少趨勢(shì)。

(2)酒石酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸的最佳淋洗濃度、時(shí)間和pH值分別為0.01 g·mL-1、4 h和5.0;該條件下，在w(La)為300 mg·kg-1的人工污染土壤中,3種有機(jī)酸的淋洗率分別為57.13%、62.32%和54.86%,在w(La)為2 500 mg·kg-1的人工污染土壤中,淋洗率分別為74.39%、77.94%和72.75%,在w(La)為463.6 mg·kg-1的礦區(qū)土壤中,淋洗率分別為17.8%、23.7%和24.3%。綜合考慮土壤中La的去除效果和成本,選擇檸檬酸作為最佳淋洗劑。

參考文獻(xiàn)：

[1]SHEN Y C,ZHANG S R,LI S,etal.Eucalyptus Tolerance Mechanisms to Lanthanum and Cerium:Subcellular Distribution,Antioxidant System and Thiol Pools[J].Chemosphere,2014,117:567-574.

[2]YAO Z T,LI J H,XIE H H,etal.Review on Remediation Technologies of Soil Contaminated by Heavy metals[J].Procedia Environmental Sciences,2012,16:722-729.

[3]RUTIGLIANO L,FINO D,SARACCO G,etal.Electrokinetic Remediation of Soils Contaminated With Heavy Metals[J].Journal of Applied Electrochemistry,2008,38(7):1035-1041.

[4]HOUBEN D,EVRARD L,SONNET P.Beneficial Effects of Biochar Application to Contaminated Soils on the Bioavailability of Cd,Pb and Zn and the Biomass Production of Rapeseed (BrassicanapusL.)[J].Biomass and Bioenergy,2013,57:196-204.

[5]MULLIGAN C N,YONG R N,GIBBS B F.Remediation Technologies for Metal-Contaminated Soils and Groundwater:An Evaluation[J].Engineering Geology,2001,60(1):193-207.

[6]DERMONT G,BERGERON M,MERCIER G,etal.Soil Washing for Metal Removal:A Review of Physical/Chemical Technologies and Field Applications[J].Journal of Hazardous Materials,2008,152(1):1-31.

[7]SINGH A K,CAMEOTRA S S.Efficiency of Lipopeptide Biosurfactants in Removal of Petroleum Hydrocarbons and Heavy Metals from Contaminated Soil[J].Environmental Science and Pollution Research,2013,20(10):7367-7376.

[8]JAGTAP S S,WOO S M,KIM T S,etal.Phytoremediation of Diesel-Contaminated Soil and Saccharification of the Resulting Biomass[J].Fuel,2014,116:292-298.

[9]MOUTSATSOU A,GREGOU M,MATSAS D,etal.Washing as a Remediation Technology Applicable in Soils Heavily Polluted by Mining-Metallurgical Activities[J].Chemosphere,2006,63(10):1632-1640.

[10]NOWACK B.Environmental Chemistry of Aminopolycarboxylate Chelating Agents[J].Environmental Science and Technology,2002,36(19):4009-4016.

[11]CAO M H,HU Y,SUN Q,etal.Enhanced Desorption of PCB and Trace Metal Elements (Pb and Cu) from Contaminated Soils by Saponin and EDDS Mixed Solution[J].Environmental Pollution,2013,174:93-99.

[12]MULLIGAN C N,WANG S.Remediation of a Heavy Metal-Contaminated Soil by a Rhamnolipid Foam[J].Engineering Geology,2006,85(1):75-81.

[13]易龍生,王文燕,陶冶,等.有機(jī)酸對(duì)污染土壤重金屬的淋洗效果研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2013,32(4):701-707.

[14]甘文君,何躍,張孝飛,等.電鍍廠污染土壤重金屬形態(tài)及淋洗去除效果[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào),2012,28(1):82-87.

[15]JIA W,STACEY S P,MCLAUGHLIN M J,etal.Biodegradation of Rhamnolipid,EDTA and Citric Acid in Cadmium and Zinc Contaminated Soils[J].Soil Biology and Biochemistry,2009,41(10):2214-2221.

[16]KUO S,LAI M S,LIN C W.Influence of Solution Acidity and CaCl2Concentration on the Removal of Heavy Metals from Metal-Contaminated Rice Soils[J].Environmental Pollution,2006,144 (3):918-925.

[17]BEGUM Z A,RAHMAN I M M,TATE Y,etal.Remediation of Toxic Metal Contaminated Soil by Washing With Biodegradable Aminopolycarboxylate Chelants[J].Chemosphere,2012,87(10):1161-1170.

[18]梁麗麗,郭書(shū)海,李剛,等.檸檬酸/檸檬酸鈉淋洗鉻污染土壤效果及弱酸可提取態(tài)鉻含量的變化[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2011,30(5):881-885.

[19]SHAKER M A,ALBISHRI H M.Dynamics and Thermodynamics of Toxic Metals Adsorption Onto Soil-Extracted Humic Acid[J].Chemosphere,2014,111:587-595.

[20]梁金利,蔡煥興,段雪梅,等.有機(jī)酸土柱淋洗法修復(fù)重金屬污染土壤[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào),2012,6(9):3339-3343.

[21]VAN DE VIVERE P,HAMMES F,VERSTRAETE W,etal.Metal Decontamination of Soil,Sediment,and Sewage Sludge by Means of Transition Metal Chelant[J].Journal of Environmental Engineering,2001,127(9):802-811.

[22]POLETTINI A,POMI R,ROLLE E.The Effect of Operating Variables on Chelant-Assisted Remediation of Contaminated Dredged Sediment[J].Chemosphere,2007,66(5):866-877.

[23]CAO X,CHEN Y,WANG X,etal.Effects of Redox Potential and pH Value on the Release of Rare Earth Elements from Soil[J].Chemosphere,2001,44(4):655-661.

[24]JANG M,HWANG J S,CHOI S I.Sequential Soil Washing Techniques Using Hydrochloric Acid and Sodium Hydroxide for Remediating Arsenic-Contaminated Soils in Abandoned Iron-Ore Mines[J].Chemosphere,2007,66(1):8-17.

(責(zé)任編輯： 陳昕)

Effects of Tartaric Acid, Citric Acid and Malic Acid Removing Lanthanum From Polluted Soils.

LIANGJun-jie1,ZHANGShi-rong2,LIAOCheng-yang2,XIAOLuo-yi2,WANGGui-yin2

(1.College of Resources, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130, China;2.College of Environment/ Key Laboratory of Soil Environment Protection of Sichuan Province, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130, China)

Abstract:Effects of tartaric acid, citric acid and malic acid removing lanthanum (La) from polluted soils, relative to concentration of the leachate, duration of leaching and soil pH were investigated through a leaching experiment. Results show that in the vibrating leaching experiment constant in condition(25 ℃ and 200 r·min-1), La removal increased with rising concentration of any one of the three organic acids, increased and then leveled off with the experiment going on and rose and fell with rising soil pH. It was found that for the three organic acids, the optimal concentration, leaching time and pH was 0.01 g·mL-1, 4 h and 5.0, respectively, in the experiment of removing La. Under such conditions, La removal rate of tartaric acid, citric acid and malic acid reached 57.13%, 62.32% and 54.86%, respectively, in the soil being 300 mg·kg-1in La concentration, 74.39%, 77.94% and 72.75%, respectively, in the soil being 2 500 mg·kg-1in La concentration, and 17.8%, 23.7% and 24.3%, respectively, in the soil being 463.6 mg·kg-1in La concentration in a mine area. Taking into account comprehensively La removing efficiency and cost, citric acid should be cited as the optimal leaching agent.

Key words:polluted soil;organic acid;lanthanum (La);leaching;removal rate

作者簡(jiǎn)介：梁俊捷(1991—),女,河南周口人,碩士生,主要從事土壤污染評(píng)價(jià)方面的研究。E-mail: Liangj-j@163.com

通信作者①E-mail: rsz01@163.com

基金項(xiàng)目：四川省科技支撐計(jì)劃(2014NZ0044)

收稿日期：2015-03-19

DOI：10.11934/j.issn.1673-4831.2016.01.019

中圖分類(lèi)號(hào)：X53

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1673-4831(2016)01-0115-05