稀土矿区农作物生长特征及稀土富集量的研究

摘要

江西省赣州市离子型稀土矿采用池浸法和原地浸析法开采稀土,浸矿剂硫酸铵(NH4)2SO4,开采后土壤中残留大量的浸矿剂,破坏了土壤理化性质,对土壤造成了严重的污染。
　　本论文选用赣县阳埠乡阳埠村稀土矿区农田土壤及辣椒、豆角、芋头三种农作物为研究对象,进行现场采样,实验室分析,并借用现代技术分析手段,利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)对农作物可食用部分中稀土总量,土壤中稀土总量和稀土元素赋存形态进行测定,利用紫外可见光分光光度计对农作物叶绿素含量进行测定,研究浸矿剂残留物次生物(土壤酸碱度、铵态氮、硝态氮、硫酸根)对土壤中稀土元素赋存形态及农作物对稀土富集量和生长特征的影响。
　　研究结果表明:稀土矿区内土壤pH值为3.7~6.41,硝态氮含量最高达到4.22mg/kg,铵态氮含量最高为18.031mg/kg,硫酸根离子浓度最高达到54.08mg/kg。三种作物农田土壤中Eu元素含量最高,平均含量在870mg/kg以上。芋头田土壤和豆角田土壤中La元素含量仅次于Eu,辣椒田土壤中Er含量次于Eu,平均含量在100mg/kg以上。土壤中稀土含量随着pH值的升高而增大,pH值在5.5至6.08区间内最利于土壤中稀土的富集。总稀土含量由高到低分别为:芋头、辣椒、豆角,平均含量达63.18mg/kg。三种农作物可食用部分Ho含量明显高于其它元素,最高含量可达52.6mg/kg,Pr、Yb、Lu含量均低于检测范围;农作物叶绿素含量与可交换态含量呈正相关,相关系数最高可达0.505,而与碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机物结合态的含量呈负相关。pH值为4.35时可交换态可达到82.9％,土壤的酸化增加了稀土的可迁移性,从而更容易被作物吸收, pH低于5.03或高于5.43不利于叶绿素的合成更新。对于某一作物而言,铵态氮浓度在一定范围内的上升促进了植物叶绿素的合成,但是不同作物适宜的浓度范围不同。

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第一章 绪论

1.1 稀土元素概述

1.2 稀土浸矿剂对土壤及重金属赋存形态的影响

1.3稀土元素对农作物生长及富集量的影响

1.4选题背景、来源及研究目与意义

1.5 研究的主要内容及技术路线

第二章 研究区域及方法

2.1 样品与方法

2.2 样品预处理

2.3 试验方法

2.4 ICP-AES工作条件与标准溶液配制

第三章 矿区农田土壤浸矿剂残留物及稀土赋存含量研究

3.1 稀土浸矿剂残留物研究

3.2 稀土含量与形态分析

3.3 稀土浸矿剂残留物对稀土总量的影响

3.4 稀土浸矿剂残留物对稀土元素赋存形态的影响

3.5 本章小结

第四章 农作物生长特征与富集量

4.1 农作物生长特征

4.2 农作物可食用部分稀土元素的富集

4.3 农作物中稀土总富集量

4.4 结果分析

4.5 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果