茶皂素对污染土壤中重金属的修复作用

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EDTA_茶皂素及其混剂对土壤中Pb_Zn的解吸效果_陈志良

第33卷第8期2014年8月环境化学ENVIＲONMENTAL CHEMISTＲY Vol．33，No．8August 20142013年12月2日收稿．．*国家环保公益专项（201109024，201309003）；国家863计划（SQ2009AA06XK1482462）资助．＊＊通讯联系人，E-mail ：pengxiaochun@scies．org DOI ：10．7524/j．issn．0254-6108．2014．08．012EDTA 、茶皂素及其混剂对土壤中Pb 、Zn 的解吸效果*陈志良1雷国建1，2赵述华1蒋晓璐1彭晓春1＊＊（1．环境保护部华南环境科学研究所，广州，510655；2．广东工业大学，广州，510006）摘要以广东大宝山尾矿库区土壤为研究对象，通过振荡提取实验，研究了不同pH 值下EDTA 、茶皂素及其混剂对土壤中重金属铅和锌的解吸效果，结果表明：（1）EDTA 对土壤中铅、锌的解吸率最高可分别达到54.19%、48．75%；茶皂素对土壤中铅、锌的解吸能力远弱于EDTA ，尤其在pH 值大于3的条件下，茶皂素对土壤中铅的解吸效果非常有限；（2）EDTA 与茶皂素的混剂对土壤中铅的解吸高于锌，最高可分别达到73．98%、65．78%，这主要与土壤中铅、锌的形态分布有关；（3）在pH 值在3—6范围内，铅的解吸率随pH 值减小而增加，在pH 值为4—6，锌的解吸率随pH 值减小而增加．实验结果表明，茶皂素能强化EDTA 对重金属的洗脱效率，并且在pH 值2—7范围内，二者的协同作用受pH 的影响较小．关键词EDTA ，茶皂素，Pb ，Zn ，复合污染土壤．Effects of EDTA ，saponin and their mixture agents on the desorption ofPb and Zn from contaminated soilsCHEN Zhiliang 1LEI Guojian 1，2ZHAO Shuhua 1JIANG Xiaolu 1PENG Xiaochun 1＊＊（1．South China Institute of Environmental Sciences．Ministry of Environmental Protection ，Guangzhou ，510655，China ；2．GuangDong University of Technology ，Guangzhou ，510006，China ）Abstract ：The effects of EDTA ，saponin and their mixture on the desorption of Pb and Zn fromcontaminated soils （Dabaoshan mine tailing ，Guangdong ）at different pH levels were investigatedthrough the oscillating extraction experiments．The results showed that ：（1）The maximumdesorption fractions of EDTA on Pb and Zn were 54．19%and 48．75%，respectively ，which weremuch greater than that of saponin．At pH above 3，the desorption of saponin on Pb was very small．（2）The desorption fraction of EDTA-saponin mixture on soil Pb （73.98%）was significantly higherthan on soil Zn （65．78%），which was related to the distribution of Pb and Zn in the soils．（3）Thedesorption of Pb amd Zn increased with the decline of soil pH in the ranges of 3—6and 4—6，respectively．The results also indicated that saponin enhanced the desorption of Pb and Zn from soils．Thedesorption of the EDTA and saponin mixture was less affected by the soil pH in the range of pH 2—7．Keywords ：EDTA ，saponin ，lead ，zinc ，complexly contaminated soil．近年来，重金属污染事故不断发生，引起人们的普遍关注，2011年国务院颁布了《重金属污染综合防治规划》，强调对重金属污染进行综合整治．土壤中重金属具有隐蔽性、难降解，移动性差与易富集等特点［1-2］，能通过食物链、人体接触等多种途径对人类及生态环境造成危害，因此，如何有效降低或减少重金属污染危害成为环境科学领域的重点课题［3-7］．目前重金属污染防治技术可归结为两类：一类是将重金属从土壤中去除，减少土壤中重金属的含量；另一类是降低重金属在土壤中的有效态含量［8］．化学淋洗被认为是一项高效、能彻底治理土壤重金属污染的技术，常用的化学淋洗剂包括盐溶液［9］、酸［10］、8期陈志良等：EDTA、茶皂素及其混剂对土壤中Pb、Zn的解吸效果1315螯合剂［11-12］和表面活性剂［13-14］等．强酸能有效地去除土壤中的重金属但会对土壤理化性质产生不可逆转的破坏作用［15］；化学合成的螯合剂、表面活性剂性质稳定，大部分不能生物降解，易对土壤造成二次污染［16］．生物表面活性剂因其可生物降解、无毒或低毒、对生物的刺激性较低、生产成本低、具有环境相容性、更高的起泡性［17］而逐渐受到关注．然而利用生物表面活性剂与螯合剂联合淋洗Pb-Zn复合污染土壤的研究鲜见报道．本研究选用EDTA和茶皂素作为淋洗剂，研究在不同条件下，淋洗剂对土壤中铅、锌的解吸效果，以期为生物表面活性剂强化螯合剂修复重金属复合污染土壤提供依据．1材料与方法1．1供试土壤供试土壤采自广东大宝山尾矿库区污染土壤，采样深度为0—30cm，土壤样品在实验室自然风干，去除样品中树枝、杂草、石头等杂物，用玛瑙研钵研磨后，过20目尼龙筛，保存于干燥洁净的玻璃瓶中，备用．测得土壤pH值为4．26，有机质含量为3．11%，阳离子交换量（CEC）为4．82cmol·kg－1．土壤中铅、锌总量及形态指标见表1．表1供试土壤铅、锌形态特征（mg·kg－1）Table1The speciation and concentration of Pb，Zn in soil（mg·kg－1）可交换态碳酸盐态铁锰氧化态有机态残渣态总量Zn27．89ʃ0．53105．07ʃ1．05194．58ʃ4．1282．09ʃ2．52422．83ʃ6．35837．32ʃ15．23 Pb34．27ʃ0．95197．67ʃ2．12287．71ʃ4．6285．51ʃ2．31425．55ʃ10．211035．42ʃ35．621．2实验试剂EDTA为分析纯、HF、HClO4、HNO3、CaCl2、HAc、NH2OH·HCl、H2O2，均为优级纯，购自广州化学试剂厂；茶皂素为食品级，含量90%，购自上海紫一试剂厂、实验用水为Millipore牌纯水机自制的超纯水．1．3实验设计单一淋洗剂对土壤中铅、锌的解吸实验称取污染土壤10．00g，置于500mL的塑料瓶中，加入100mL淋洗液，淋洗剂EDTA和茶皂素浓度梯度分别为0．03、0．06、0．09、0．12、0．15mol·L－1和1%、2%、3%、4%、5%、6%，0．1mol·L－1HNO3与0．1mol·L－1NaOH调节pH值为2、3、4、5、6、7．加入淋洗液后于25ħ条件下振荡6h，静置10min，取50mL上层液于离心管中，5000r·min－1离心6min，过0．45μm膜，火焰原子吸收法测定Zn、Pb的浓度，同时以超纯水的淋洗作为对照．每处理重复3次．混合淋洗剂对土壤中铅、锌的解吸实验操作如上，混合淋洗液的浓度与pH值根据单剂实验结果设计为含EDTA0．02、0．04、0．06、0．08、0．10mol·L－1和茶皂素0．5%、1%、2%、3%、4%、5%的混合溶液，0．1mol·L－1HNO3与0．1mol·L－1NaOH调节pH值为3、4、5、6，同时以超纯水为对照试验．1．4分析方法土壤理化性质土壤pH值采用玻璃电极法测定；土壤有机质含量采用重铬酸钾容量法测定；土壤阳离子交换量采用乙酸铵交换法测定．土壤中铅、锌含量的测定HF+HClO4+HNO3法测定铅、锌总量，具体为：称取0．200—0．500g土壤置于聚四氟乙烯坩埚内，加入10mL盐酸，100—200ħ左右消解至3mL左右，加5mL氢氟酸、5mL硝酸、3mL高氯酸，加盖1h，直到打开盖子里边没有黑色，冒白烟，如溶液不澄清，加入3mL硝酸、3mL氢氟酸、1mL高氯酸，不断重复至无色．火焰-原子吸收分光光度计（岛津AA-7000）测定．重金属形态测定铅、锌各形态的含量采用Tessier法［18］测定．1．5数据处理用解吸率表示淋洗前后土壤中铅、锌含量的变化，用土壤中铅、锌总量与淋洗液中铅、锌含量之差除以土壤中铅、锌总量进行计算．解吸率的计算和实验误差分析采用Microsoft Excel2007统计．统计分析与图采用Origin8．0绘制．1316环境化学33卷2结果与讨论2．1不同pH条件下单一淋洗剂对土壤铅解吸的影响由图1可知．EDTA对土壤铅的解吸率在18．58%—54．19%之间，茶皂素对土壤铅的解吸率在2.54%—31．66%之间，EDTA对土壤铅的解吸优于茶皂素．图1EDTA（a）和茶皂素（b）对土壤Pb的解吸效果Fig．1Effect of EDTA（a）and saponin（b）on the desorption of Pb in soil超纯水对土壤铅的解吸率在9．39%以下，EDTA和茶皂素对土壤铅的解吸效果有很大的提高，在pH值为2时，EDTA和茶皂素对铅的解吸率最高可分别达到对照组的5．77和3．37倍．从图1（a）中可以看出，无论pH为何值，在EDTA浓度≤0．09mol·L－1时，土壤中铅的解吸率随EDTA浓度的增加从18.58%升高至54．19%，解吸率明显增加，超过0．09mol·L－1后，解吸率无明显变化，说明0．09mol·L－1为EDTA解吸土壤中铅的最优浓度，与可欣等［15］的研究结果相近．同时可见，EDTA对土壤铅的解吸率随pH值的升高而减小，当pH值从2升至7，EDTA浓度为0．09mol·L－1时，解吸率从54．19%降低至30.62%．且各浓度对pH的敏感度不同，其中在EDTA浓度为0．09mol·L－1时，pH对土壤铅的解吸率曲线的斜率最大．从图1（b）中可以看出，土壤铅的解吸率基本随茶皂素浓度的增加或pH值的减少而增加，且在pH值大于3时，茶皂素对土壤铅的解吸率在10．55%以下，解吸效果不显著，而pH值小于3时，土壤铅的解吸率随茶皂素浓度的升高而明显增加．总体来看，pH值在3—6范围内，铅的解吸率随pH值减少而增加．2．2不同pH条件下单一淋洗剂对土壤锌解吸的影响EDTA与茶皂素对土壤锌的解吸率如图2所示．EDTA对土壤锌的解吸率在16．15%—48．75%之间，茶皂素对土壤锌的解吸率在2．50%—38．66%之间．pH值在4—6范围内，锌的解吸率随pH值减少而增加．从图2可以看出，超纯水对土壤锌的解吸率在pH值为2时达到最高，为15．36%，此条件下，EDTA 和茶皂素对锌的解吸率最高可分别达到对照组的3．17和2．52倍．EDTA对土壤锌的解吸和铅相似，解吸率与淋洗液pH值呈负相关．当EDTA浓度≤0．06mol·L－1时，土壤锌的解吸率在33．0%以下，当EDTA 浓度为0．09mol·L－1时土壤锌的解吸率最高可达45．52%，但浓度大于0．09mol·L－1时，解吸率随EDTA 浓度升高变化不显著，因此，EDTA为0．09mol·L－1对土壤锌的解吸达到最优的效果．茶皂素浓度≤4%时，相同pH值条件下，土壤锌的解吸率明显升高，但浓度为4%—6%时，相同pH 值条件下土壤锌的解吸率无明显变化．当茶皂素浓度为1%—3%时，pH值大于4，锌的解吸率在7．85%以下，基本与对照组相当；pH值小于4解吸率随pH值升高明显减少，如茶皂素浓度为3%时，pH值从2升高至4，解吸率由31．54%降低至7．18%；茶皂素浓度为4%—6%时，当pH值小于6时，锌的解吸率便与pH值呈明显负相关．相比茶皂素对土壤中的铅在pH值小于3时才有明显的解吸效果，这可能与金属与土壤的结合稳定性有关．有研究表明，土壤与锌的结合稳定性要弱于铅［15］，因此茶皂素与部分形态锌的螯合可以在较低的氢离子浓度下进行．8期陈志良等：EDTA、茶皂素及其混剂对土壤中Pb、Zn的解吸效果1317图2EDTA（a）和茶皂素（b）对土壤Zn的解吸效果Fig．2Effect of EDTA（a）and saponin（b）on the desorption of Zn in soil土壤中重金属淋洗效果受淋洗剂种类、重金属种类及形态、淋洗条件等因素的影响［19-20］．从研究结果中可以看出，茶皂素对土壤中铅、锌的解吸远弱于EDTA，主要可能有以下两个原因：（1）EDTA不仅能解吸被吸附的金属，也能溶解不溶性的金属化合物［21］，对更多形态的铅、锌较茶皂素有更好的解吸效果；（2）EDTA能活化土壤中重金属，使部分残渣态的重金属转化为较易解吸的其他形态与之结合从而去除，雷鸣［22］在研究EDTA萃取土壤中重金属时发现，用EDTA淋洗后的废水灌溉，土壤中各重金属的残渣态都有不同程度减少，部分重金属铁锰氧化物结合态含量却升高．而尚无研究与报道称茶皂素也有较强活化重金属的能力，本研究在淋洗后土壤铅、锌的形态分析中发现，EDTA对土壤中铅、锌残渣态的去除最高可分别达35．36%和38．35%，茶皂素淋洗后的土壤中残渣态铅、锌去除量不大，也证明了这一点．茶皂素对土壤中铅、锌解吸效果较低，且对锌的解吸效果高于铅，这是由于茶皂素对土壤中残渣态的铅、锌无明显解吸作用．而对于其他形态，可欣等［15］、Xiong等［23］研究发现，土壤中黏粒、有机质和金属氧化物对Cd、Pb、Cu、Zn4种重金属离子存在专性吸附，对Pb的吸附强度要明显大于Cd、Zn和Cu．但本研究发现EDTA对土壤中铅的解吸效果大于锌，这可能与铅、锌在土壤中的形态有关，EDTA对土壤中重金属各形态的解吸表现为残渣态＜有机态＜＜其他形态［22］．供试土壤中铅的有机态和残渣态占总量的49．36%，小于锌的60．30%．2．3混合淋洗剂对土壤中铅的解吸效果图3为不同pH值条件下，混合淋洗剂对土壤中铅的解吸率．在pH值为5、EDTA浓度≥0．08mol·L－1、茶皂素浓度≥2%，或pH值为3或4、茶皂素的浓度≥1%、EDTA浓度≥0．04mol·L－1时，土壤中铅的解吸率在61．35%以上，最高可达73．98%，土壤中铅残留浓度为400．19ʃ12.21mg·kg－1以下．低于国家土壤质量标准中规定的三级标准．从图3可以看出，相同浓度条件下，混剂对土壤中铅的解吸率随pH值升高而降低．pH值为6时，土壤中铅的解吸率由14．68%提高至61．56%，随EDTA与茶皂素浓度增加而升高．但在pH值为5时，EDTA 浓度≥0．06mol·L－1，茶皂素浓度≥3%后，随EDTA和茶皂素浓度增加铅的解吸率趋于平缓；当pH值为4和3时，EDTA浓度≥0．04mol·L－1，茶皂素浓度≥1%后，铅的解吸率变化不明显．表明随着pH值的降低，土壤中铅的解吸率达到较佳效果时，所需EDTA和茶皂素的浓度降低．在上述3个节点（pH值为5，EDTA浓度为0．06mol·L－1，茶皂素浓度为3%；pH值为4和3，EDTA浓度为0．04mol·L－1，茶皂素浓度为1%）时铅的解吸率分别为54．16%、62．40%、68．4%，对应相同条件下单独淋洗时解吸率可以得出，茶皂素可以强化EDTA对土壤中铅的解吸行为．2．4混合淋洗剂对土壤中锌的解吸效果图4为不同pH值条件下，混合淋洗剂对土壤中锌的解吸率．在pH值为3，茶皂素的浓度≥1%与EDTA浓度≥0．04mol·L－1时，土壤中锌的解吸率在54．20%以上，最高可达65．78%，此时土壤中锌残留浓度为383．49mg·kg－1以下．低于国家土壤质量标准中规定的三级标准．1318环境化学33卷图3EDTA、茶皂素混合淋洗剂对土壤中Pb的解吸效果Fig．3Effect of the mixture of EDTA and saponin on the desorption of Pb in soil图4EDTA、茶皂素混合淋洗剂对土壤中Zn的解吸效果Fig．4The effect of the mixture of EDTA and saponin on the desorption of Zn in soil8期陈志良等：EDTA、茶皂素及其混剂对土壤中Pb、Zn的解吸效果1319混合淋洗剂对土壤中锌的解吸规律基本与铅一致．在实验浓度范围内，土壤中锌的解吸率随EDTA 和茶皂素浓度的增加从14．35%升高至65．78%；EDTA≤0．04mol·L－1或茶皂素浓度≤1%，pH值为3时土壤锌的解吸率明显高于pH值为4，如EDTA浓度为0．02mol·L－1、茶皂素浓度为0．5%，土壤锌的解吸率在pH值等于3和4时分别为34．25%、28．65%，但EDTA浓度大于0．04mol·L－1且茶皂素浓度大于1%后，pH值对锌解吸率影响不大．综合图3和图4，可以发现，在pH值在3—6的范围内，混剂对铅的解吸效果随pH值降低而升高，但对锌的解吸效果影响不明显，这说明土壤中铅的解吸比锌对pH值的要求更为苛刻．刘磊等［24］在研究盐酸浓度对重金属去除率的影响时也发现，随着酸浓度的增加，重金属的去除率先显著增加，而后趋于平缓，Cd、Zn最先达到平缓的过程，Cu、Cr次之，Pb最后，与本文结果相印证．结果表明EDTA和茶皂素的联合作用方式在一定范围内表现为协同作用．这种协同作用一方面来源于EDTA的配位作用和茶皂素的胶束增溶的协同作用［21］；另一方面，茶皂素本身具有螯合重金属的能力，又同时具有亲水和疏水基团，在淋洗过程中能降低淋洗液液相和土壤固相之间的表面张力，使淋洗液与土壤中重金属物更好地接触，从而提高解吸效果［25］．3结论（1）EDTA对土壤中铅、锌的解吸在浓度0．09mol·L－1、pH值为2时达到最佳效果，解吸率分别为54．19%、48．75%；茶皂素对土壤中铅、锌的解吸远弱于EDTA，尤其茶皂素在pH值大于3的条件下对土壤中铅的解吸低于10．55%，解吸效果非常有限．（2）EDTA与茶皂素的混剂对土壤中铅的解吸在pH值为5、EDTA浓度≥0．08mol·L－1、茶皂素浓度≥2%，或pH值为3或4、茶皂素的浓度≥1%、EDTA浓度≥0．04mol·L－1时，土壤中铅的解吸率在61.35%以上；对土壤中锌的解吸在pH值为3或4、茶皂素的浓度≥1%、EDTA浓度≥0．04mol·L－1时，土壤中锌的解吸率在54．20%以上，淋洗后的土壤铅、锌含量低于国家土壤质量标准中规定的三级标准．混剂对土壤中铅的解吸率高于锌，最高可分别达到73．98%、65．78%，这主要与供试土壤中铅、锌的形态分布有关，土壤中重金属较难解吸的形态（有机态和残渣态）铅占总量的49．36%，锌为60．30%．（3）EDTA与茶皂素的混剂对土壤中铅的解吸比锌对pH值的要求更为苛刻，混剂pH值在3—6范围内，铅的解吸率随pH值减小而增加，锌在pH值范围为4—6内解吸率随pH值减小而增加，在pH值为3和4时解吸率无明显提升．（4）在一定浓度混剂与pH值范围内，EDTA和茶皂素的联合方式在一定范围内表现为协同作用，但当pH值降低及EDTA、茶皂素浓度升高，协同效果减小．参考文献［1］刘勇，岳玲玲，李晋昌．太原市土壤重金属污染及其潜在生态风险评价［J］．环境科学学报，2011，31（6）：1285-1293［2］唐发静，祖艳群．土壤重金属空间变异的研究方法［J］．云南农业大学学报（自然科学版），2008，23（4）：558-561［3］刘凤，李梅，张荣飞，等．拉萨河流域重金属污染及健康风险评价［J］．环境化学，2012，31（5）：580-585［4］Yuan 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China2014：看环境监测产业发展势如破竹近年来，随着国民经济的快速发展和现代化工业建设的迅速崛起，我国环境问题日益凸显．作为污染物控制的重要检查和监测手段，环境监测行业受到越来越多的重视．在高端环境监测系统领域中，除传统的电化学、色谱、质谱分析技术外，精密机械、自动化、人工智能等多种核心技术也得到充分应用，使得环境监测仪器的应用范围和领域不断扩大．随着国家对环境监测投入的持续提升，以及相关法律法规的日臻完善，环境监测产业进入了飞速发展时期，预计未来2—3年，环境监测仪器仪表市场将维持20%以上的增速．随着《大气污染物特别排放限值公告》、《大气污染防治行动计划》等政策法规相继颁布实施，我国空气质量监测仪器市场进入空前繁荣时期．特别是“国十条”发布后，大气监测项目采购有明显爆发，其中空气监测仪器占很大比例．据统计，“十二五”期间我国将新增1500多个PM2．5监测点位．与此同时，污染物源解析进一步拉动空气监测仪器需求，VOCs在线监测和治理有望成为环保领域新的增长点．造成空气污染的主要原因是其中包含了大量城市工业化进程中所产生的污染物，如挥发性有机物（VOCs）、细颗粒物中重金属元素、细颗粒物中多环芳烃等．为了更好地监测空气污染物，并分析其来源，业内知名企业PerkinElmer研发出原子光谱、色谱质谱、分子光谱等不同的技术平台和成套分析解决方案．其NexION350系列电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）专为提高元素分析实验室的效率而设计，特别是为纳米颗粒分析领域提供了最准确的表征工具．近年来，我国水污染事件频发，引起了全社会的广泛关注．而水污染防治工作可谓任重而道远，控制重点区域水污染问题，应从源头进行把控，水质监测工作在污染预警、污染物监测和治理效果评定等方面发挥着不可替代的作用．环保部在“十二五”规划中，明确将氨氮、氮氧化物的监测约束性指标加入到现有的监测指标中．随着国家对环保的日益重视，水质监测行业竞争将不断加剧，国内优秀的水质监测企业将迅速崛起，逐渐成为水质监测行业中的翘楚．金秋九月，聚光科技、江苏天瑞、东西分析等一批国产仪器供应商将携众多水质监测新品及解决方案亮相analytica China2014，向与会观众全方位展示其水质监测领域的新技术、新突破．。

超声强化茶皂素对污染土壤中重金属去除效果的影响

超声强化茶皂素对污染土壤中重金属去除效果的影响8810100200300400500600残渣态可氧化态可还原态酸提取态0501001502002503000501001502002503003500020406081012141618原始土样静置振荡超声振荡超声原始土样静置振荡超声振荡超声残渣态可氧化态可还原态酸提取态土壤中cu形态分布mg?kg1土壤中zn形态分布mg?kg1?kg1?kg1土壤中pb形态分布mg土壤中cd形态分布mg原始土样静置振荡超声振荡超声原始土样静置振荡超声振荡超声残渣态可氧化态可还原态酸提取态残渣态可氧化态可还原态酸提取态ph550gl1茶皂素淋洗时间60min图6土壤中重金属形态分布fig
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率的影响。超纯水对土壤 Cu、Zn、Pb 和 Cd 的解吸
率均低于 10%，去除效果较差。这是由于重金属进
40
入土壤后被土壤胶体吸附在土壤颗粒物表面，难
30
以通过普通的清水淋洗去除。在土壤中施加茶皂
素能明显提高土壤中 4 种重金属的解吸率，其中
20
境
对土壤中 Cu 和 Cd 的解吸效果明显好于 Zn 和 Pb。
10
随着茶皂素浓度升高，土壤中 4 种重金属的
环
解吸率均增大，并且解吸趋势相近。在质量浓度为 0~40 g·L-1 时，为快速解吸过程，解吸率增长较快，继续增加茶皂素的浓度，尽管重金属的解吸率仍在增加，但其增加速度减慢，反应逐渐趋于平衡，即茶皂素对重金属的解吸分为快反应和慢
0
0
10
20
30
40
877
有
所
表现为拮抗作用[13-14]，带来了工程应用的风险。与此同时，乙二胺四乙酸（EDTA）等螯合剂具有低生物降解性和高持久性[17]，也就限制了其大规模应用。因此，需探究一种高效环保的方法增强生物表面活性剂对土壤重金属的解吸率并缩短其淋洗时间。

新型TSADA的合成及其土壤重金属污染修复行为

ｖｌｅａｄｆａｎｎｔｂｅｆａａｉｉｙｗｅｅｈｉｈｒｔａａｕｎｏｍｉｇａｄｓａｌｍｂｌｔｒｇｅｈｎＴＳ’ＳＭｅｎｏ．ａｗｈｉｈｆｅｔｏｏｅｆｃｏｓｌｔｅｅｃｆｓｍａｔｒｅ
ｎｗｔｅｇｅｎｔ－ｐｎｎｃｅｎ（ｅ－ａｏｉ一一ｍｄ —ｉｈ１ｎｔａｎ，ＳＤａｒｐｒｄｂｅ－ｐｒｅａｓｏｉｈｌｔｔｓｐｎｎ１ａｉｅｄｅｙｅｅｒｍｉｅＴＡＡ）ｗｓｐｅａｅｙｙｅａａａｔｉ
ｔａｓｐｎｎａｅａｏｉｒｗｍａｅｉｌｘｒｃｅｔｒｕｈｑｅｕｅｔａｔａｃｈｌｅｉｉａｉｎｒｍｔａｅｄａｅｔｒａｅｔａｔｄｈｏｇａｕｏｓｘｒｃ－ｌｏｏｐｒｃｐｔｔｏｆｏｅｓｅｃｋ．
２１０２年４月１２）７＿７Ｏ（：３７
中国水土保持科学
ＳｃｅｃｆＳｉａｄＷａｅｉｎｅｏｏｌｎｔｒＣｏｎｅｖｔｏｓｒａｉｎ
Ｖｏ．１ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱＯ２１Ｏ．
Ａｐｒ２２．０１
新型ＴＡＤ的合成及其土壤重金属污染修复行为ＳＡ
ＴＳＡＤＡ ’ ｔｕｃｕｅｗａｔｄｅｙＦＩ，ａｄｉｓｓｐｒｉｉｌｐｒｏｍａｃｓｓｕｉｄａｌ．ＲｅｕｔＳｓｒｔｒｓｓｕｉｄｂＴ－Ｒｎｔｕｅｆｃａｅｒｎｅｗａｔｄｅｓｗｅ１ｆｓｌｓｓｏｄｔａｔｒｔｃｌｍｉｅｌｏｃｎｒｔｏｓｌｗｅｈａｈｈｗｅｈｔｉｓｃｉａｃｌｅｃｎｅｔａｉｎｗａｏｒｔｎｔｅＴＳ’ ，ｂｔＨｙｒｐｉ —ｉｐｉｅＢａａｃｉＳｕｄｏｈｌｌｅｐｏｈｌｌｎｅ

柠檬酸、EDTA和茶皂素对重金属污染土壤的淋洗效果_易龙生

文章编号:1009-6094(2014)01-0225-04柠檬酸、EDTA 和茶皂素对重金属污染土壤的淋洗效果＊易龙生1,王文燕1,刘　阳2,陶　冶1,温　建1(1中南大学资源加工与生物工程学院,长沙410083;2长沙威保特环保科技有限公司,长沙410005)摘　要:采用振荡淋洗的方法研究了柠檬酸、乙二胺四乙酸(ED TA )和茶皂素对重金属污染土壤中Zn 、Pb 、Cu 的去除效果。

结果表明,Zn 、Pb 、Cu 的去除率随淋洗剂浓度增加而增长,综合去除能力从大到小依次为0.6mol /L 柠檬酸、0.2mol /L 的EDTA 、质量分数4%的茶皂素。

在淋洗剂最佳浓度下,Zn 、Pb 、Cu 去除率先随淋洗时间增加显著提高,继而保持稳定。

其中,柠檬酸在8h 时对Zn 、Pb 、Cu 的去除效果较好,ED TA 和质量分数为4%的茶皂素在12h 时对Zn 、Pb 、Cu 的去除效果较好。

建议采用柠檬酸作为此场地修复的最佳淋洗剂。

关键词:土壤学;淋洗;柠檬酸;ED TA ;茶皂素;污染土壤;重金属去除率中图分类号:X131.3 文献标识码:A DOI :10.13637/j .is sn .1009-6094.2014.01.0530　引　言土壤重金属污染是当今社会面临的一大环境问题。

工农业以及人类活动产生了大量的重金属,这些重金属在土壤中不断积聚并以食物链的形式进入生物组织,对人体健康和生态环境构成严重威胁[1-4]。

资料显示,我国重金属污染的土壤占耕地总面积的1/6左右,每年因重金属污染的粮食更是高达数百万吨[5]。

淋洗技术是一种应用范围广、效果显著的土壤修复技术,它可以将污染物快速地从土壤中移除,在短时间内完成高浓度污染土壤的治理,而且治理费用相对低廉,已成为污染土壤快速修复技术研究的热点和发展方向之一[6]。

在荷兰、德国、瑞典、挪威、比利时、美国、加拿大等发达国家,土壤淋洗技术已经在实际工程中得到应用[7]。

茶皂素的提取历史与现状

茶皂素的提取的历史与现状茶皂素(Tea saponin)又称茶皂苷或茶皂甙，山茶科(Theacease)山茶属(Cameuia )各种植物中含量极其丰富，主要有油茶(Camellia oleifera )、茶(C. sinensis )、茶梅(C.sasanqua )、尖叶山茶(C. cuspidatd )等。

茶皂素是皂素中的一类，是从山茶科植物种子或者其种子经榨油后的产物中提取出来的一种糖甙化合物，广泛存在于各种茶类植物中，其基本结构包括配基、糖体及有机酸。

茶皂素属于五环三萜类，此类结构的化合物较多，它们具有β-香树素骨架，也可为齐墩果烷的衍生物，具有多氢蒎五环。

茶皂素具有良好的乳化、分散、发泡、湿润等功能，并且具有消炎、镇痛、抗渗透等药理作用。

广泛应用于生物农药、医药、洗涤剂、食品添加剂、起泡剂、发泡剂、脱脂剂、分散剂等。

近年来，各国对茶皂素提取与应用研究越来越重视，提出各种不同提取方法及工艺且对茶皂素生物功能进行深入研究。

本文就目前茶皂素提取方法及其应用研究进展作一综述。

一、茶皂素提取研究进展（一）水提法水浸法是较早开发的提取茶皂素的方法，主要是将茶麸破碎用H2O浸出，然后澄清，过滤，浓缩，脱色，再浓缩，脱色后烘干得到粉料。

其生产工艺与生产设备简单，但生产水处理量大，常规分离困难，产品纯度低，能耗大，渣处理困难[2]。

因此，在此基础上又改进得到多种水提法。

1、稀碱液提取法冯志明[3]研究出：茶壳用0.5%氢氧化钠溶液煮沸半小时，冷却后过滤得滤液和残渣。

残渣用相同方法再浸提2次，将3次滤液合并得到浸提液.。

此法的产率为7%~11% ，而用热水浸提产率为5%~9%。

2、水提-沉淀法先用热水提取，再过滤，滤液中加入沉淀剂沉淀。

此法有3种，一是用絮凝剂沉淀除杂：茶粕∶水= 1∶5，水温30～35℃，浸提2h，第二次浸提液用作下一次浸提第一次浸提液。

离心，上清液中加入絮凝剂配成的水溶液，加热搅拌至一定温度后，静置。

环保型淋洗剂的应用及对重金属污染土壤的淋洗效果

环保型淋洗剂的应用及对重金属污染土壤的淋洗效果濮阳市自来水公司；河南濮阳，457000贵州师范大学，贵州贵阳，550003摘要：随着工业发展速度加快，重金属污染土壤的问题越发严峻，淋洗剂是治理重金属土壤污染的有效措施，合理应用淋洗剂成为相关工作人员的主要工作内容。

本文将深入研究环保性淋洗剂的应用要点，分析环保型淋洗剂用于重金属污染土壤淋洗的效果，总结环保型淋洗剂消除土壤污染的作用，改善被重金属污染的土壤环境，为疾病预防工作开展创造基础。

关键词：环保型淋洗剂；重金属污染；土壤性质引言：重金属污染是治理难度最大的土壤污染问题，增加疾病防控工作难度，淋洗剂淋洗法是处理重金属土壤污染的有效方法，提升淋洗剂的环保性势在必行。

因此，治理重金属土壤污染的工作人员应重视环保型淋洗剂的应用，规范淋洗剂的应用方式，分析土壤淋洗效果并优化应用成效，解决土壤污染问题的同时减少淋洗剂对土壤的不良影响。

一、环保型淋洗剂应用要点（一）土壤性质分析分析重金属污染土壤的性质是应用环保型淋洗剂的前提条件，只有明确被污染土壤的实际情况，才能制定科学的淋洗剂使用方法，有效修复被重金属污染的土壤，治理人员需分析的土壤性质内容如下所述。

第一，检测被污染土壤的pH值，确定重金属土壤污染的酸碱性，以此为依据合理选择环保型淋洗剂的种类。

第二，检测重金属污染土壤的营养成分含量，依据土壤污染程度确定治理力度，充分发挥环保性淋洗剂的修复作用[1]。

第三，分析被污染土壤的重金属含量，确定各种重金属元素在土壤中的占比，将检测数据与土壤成分标准进行对比，土壤金属元素标准为铜元素含量不超过400mg/kg，铅元素含量不超过500mg/kg，锌元素含量不超过500mg/kg。

第四，分析重金属污染土壤颗粒分布情况，当土壤中大颗粒砂砾占比较高时更适用于淋洗法治理土壤污染。

（二）重金属赋存形态研究重金属在土壤中的赋存形态对环保性淋洗剂的应用效果产生严重影响，因此重金属土壤污染治理人员需重视研究重金属的存在形态，以此为依据调整环保型淋洗剂的应用方式，研究流程如下所述。

重金属植物修复的作用机理

重金属植物修复的作用机理重金属污染是当前环境中一个严重的问题，它对人类的健康和生态系统的稳定性都构成了威胁。

传统的重金属治理方法主要包括物理、化学和生物方法，而重金属植物修复作为一种新兴的治理技术逐渐受到人们的关注。

1.吸收和富集：重金属植物修复的第一步是植物吸收土壤或水体中的重金属离子。

植物根系通过水分的吸收，从土壤中吸收溶解在水中的重金属离子。

根部的细胞膜上有许多离子通道和离子泵，能选择性地吸收重金属离子。

一些植物还通过分泌有机酸或氨基酸等物质改变土壤pH值，促进重金属离子的释放。

2.转运和沉积：吸收后，重金属离子会在植物体内进行转运，并沉积在不同的组织部位。

根部和叶片是重金属积累的主要部位。

植物根部表面有很多细小的毛细根，这些细根大大增加了植物与土壤的接触面积，提高了重金属吸收的效率。

吸收后的重金属离子会被转运到根部的内皮细胞，并进一步转运到根部的皮层细胞中，最终沉积在根部的质体中。

3.生物化学转化：一些植物还通过一系列生物化学反应将重金属离子转化为难溶性物质，从而减少重金属的毒性。

例如，一些植物可以将重金属离子与有机物结合，形成难溶性的沉淀物，从而减少重金属离子对植物的伤害。

此外，植物根际微生物的作用也是重要的，它们能与植物共生，通过不同途径降解或沉淀污染物，提高修复效果。

重金属植物修复的作用机理还与植物的根系特性和生理生化过程密切相关。

一些植物具有较长的根系和较高的表面积，这使得它们能够在较大范围内吸收重金属离子。

一些植物根系具有不同的分泌物质，可以改变土壤的pH值或结合重金属离子，减少其毒性。

此外，植物还能通过调节气孔的开闭来控制水分和营养元素的吸收，从而影响重金属的吸收和转运。

总的来说，重金属植物修复的作用机理是通过植物的生理生化特性，吸收和转运重金属离子，并最终富集或沉积在根部或地上部分的组织中，从而实现对重金属污染的治理。

这种方法具有成本低、可持续、环境友好等优点，但也存在植物耐受性、修复效果不稳定等问题，需要进一步的研究和实践来完善和提高其效果。

茶皂素防治病害的原理

茶皂素防治病害的原理茶皂素，即茶树皂素，是一种从茶树叶中提取的天然植物物质。

茶皂素具有一系列的生物活性，包括抗菌、抗氧化、抗炎和防治病害等作用。

在防治病害方面，茶皂素发挥了重要的作用。

下面将从不同的角度来解释茶皂素防治病害的原理。

1. 抗菌作用茶皂素具有广谱的抗菌活性，可以对多种病原微生物起到抑制和杀灭的作用。

研究发现，茶皂素可以发挥抗菌作用，对多种病原微生物起到杀菌的效果，如白色念珠菌、大肠杆菌等。

茶皂素可通过与细胞膜结合，破坏细菌细胞膜的完整性，导致细菌死亡。

此外，茶皂素还能抑制细菌产生的酶和生物合成过程，进一步抑制细菌的生长和繁殖。

2. 抗氧化作用茶皂素是一种具有较强抗氧化能力的天然化合物。

抗氧化作用是指茶皂素能够清除自由基，减少氧化反应对细胞结构和功能的损害。

茶皂素中的多酚化合物具有朗格橙试剂还原能力和自由基清除能力，可中和自由基，从而减轻氧化应激引起的细胞损伤。

这种抗氧化作用不仅可以提高茶树的抵抗力，还可以保护植物细胞免受氧化损伤，减少病害的发生。

3. 抗炎作用茶皂素具有明显的抗炎作用，可以抑制炎症反应的发生和发展。

茶皂素中的茶多酚类化合物可以抑制促炎细胞因子的生成和释放，降低炎性细胞介导的炎症反应，并减轻炎症引起的组织损伤。

此外，茶皂素能够抑制炎性细胞浸润和炎性介质的释放，从而减缓炎症反应的发展。

4. 免疫调节作用茶皂素还具有免疫调节作用，可以增强植物的免疫力，调节免疫反应，提高植物对病原微生物的抵抗力。

研究表明，茶皂素可以增强植物的抗病性，促进植物产生抗病物质，增加植物内源性抗氧化剂的合成和积累，提高植物的抵抗能力。

此外，茶皂素还可以激活植物的防御系统，促进植物产生抗菌物质，形成抗病物质的屏障，抑制病原微生物的侵染和生长。

综上所述，茶皂素通过抗菌、抗氧化、抗炎和免疫调节等多种作用机制，发挥了防治病害的作用。

茶皂素可以抑制病原微生物的生长和繁殖，减轻细胞损伤，提高植物的抵抗力和免疫力，从而减少病害的发生和传播。

柠檬酸、EDTA、皂素对砷污染土壤的修复效果研究

第２９卷　第３期２０２０年６月矿冶ＭＩＮＩＮＧ＆ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹＶｏｌ．２９，Ｎｏ．３Ｊｕｎｅ　２０２０犱狅犻：１０３９６９／犼犻狊狊狀１００５７８５４２０２００３０２０柠檬酸、ＥＤＴＡ、皂素对砷污染土壤的修复效果研究杨斐　赵姝婷　史烨弘　冯先进　李华昌（矿冶科技集团有限公司北矿检测技术有限公司，北京１０２６２８）摘　要：砷污染已成为一个世界性的严重问题，土壤、大气和水体中的砷正威胁着作物生产和人类的健康，砷污染土壤修复已成为国内外研究热点。

铜冶炼工艺中也存在砷污染问题，以江西省某冶炼厂周边一份砷污染严重的土壤为研究对象，通过实验室研究，探索了柠檬酸、乙二胺四乙酸（ＥＤＴＡ）、皂素各自的质量浓度、液土比、萃取时间对其萃取土壤中砷的影响，并进行了原因分析。

结果表明：柠檬酸、ＥＤＴＡ、皂素的砷萃取率与其浓度、液土比和萃取时间具有相关性；综合去除能力从大到小依次为５０ｇ／Ｌ的柠檬酸、４０ｇ／Ｌ的皂素、３０ｇ／Ｌ的ＥＤＴＡ，三者分别在液土比为２０ｍＬ／ｇ、萃取时间为２４ｈ时，达到最高萃取率６８．５４％、６１．９４％、５５．７０％。

本研究可为砷污染土壤修复提供技术参考。

关键词：砷污染土壤；柠檬酸；ＥＤＴＡ；皂素；修复中图分类号：Ｘ５３文献标志码：Ａ文章编号：１００５７８５４（２０２０）０３０１０２０４犛狋狌犱狔狅狀狋犺犲狉犲犿犲犱犻犪狋犻狅狀犲犳犳犲犮狋狅犳犮犻狋狉犻犮犪犮犻犱，犈犇犜犃犪狀犱狊犪狆狅狀犻狀狅狀犪狉狊犲狀犻犮犮狅狀狋犪犿犻狀犪狋犲犱狊狅犻犾ＹＡＮＧＦｅｉ　ＺＨＡＯＳｈｕｔｉｎｇ　ＳＨＩＹｅｈｏｎｇ　ＦＥＮＧＸｉａｎｊｉｎ　ＬＩＨｕａｃｈａｎｇ（ＢＧＲＩＭＭＭＴＣＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．Ｌｔｄ．，ＢＧＲＩＭＭＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＧｒｏｕｐ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２６２８，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ａｒｓｅｎｉｃｐｏｌｌｕｔｉｏｎｈａｓｂｅｃｏｍｅａｓｅｒｉｏｕｓｐｒｏｂｌｅｍｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄ．Ａｒｓｅｎｉｃｉｎｓｏｉｌ，ａｉｒａｎｄｗａｔｅｒｉｓｔｈｒｅａｔｅｎｉｎｇｃｒｏｐｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｈｕｍａｎｈｅａｌｔｈ．Ｒｅｍｅｄｉａｔｉｎｇａｒｓｅｎｉｃｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｓｏｉｌｈａｓｂｅｃｏｍｅａｒｅｓｅａｒｃｈｈｏｔｓｐｏｔａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄ．Ａｒｓｅｎｉｃｐｏｌｌｕｔｉｏｎａｌｓｏｅｘｉｓｔｓｉｎｃｏｐｐｅｒｓｍｅｌｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｓｏｉｌｗｉｔｈｓｅｒｉｏｕｓａｒｓｅｎｉｃｐｏｌｌｕｔｉｏｎａｒｏｕｎｄａｓｍｅｌｔｅｒｉｎＪｉａｎｇｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅｗａｓｔａｋｅｎａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔ．Ｔｈｒｏｕｇｈｌａｂｏｒａｔｏｒｙｒｅｓｅａｒｃｈ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｌｉｑｕｉｄｓｏｉｌｒａｔｉｏａｎｄｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｏｆｃｉｔｒｉｃａｃｉｄ，ＥＤＴＡａｎｄｓａｐｏｎｉｎｏｎａｒｓｅｎｉｃｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｗｅｒｅｅｘｐｌｏｒｅｄ，ａｎｄｔｈｅｃａｕｓｅｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅａｒｓｅｎｉｃｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｃｉｔｒｉｃａｃｉｄ，ＥＤＴＡａｎｄｓａｐｏｎｉｎｗａｓｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｉｒｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｌｉｑｕｉｄｓｏｉｌｒａｔｉｏａｎｄｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｔｉｍｅ，ａｎｄｔｈｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｒｅｍｏｖａｌｃａｐａｃｉｔｙｗａｓ５０ｇ／Ｌｃｉｔｒｉｃａｃｉｄ，４０ｇ／Ｌｓａｐｏｎｉｎａｎｄ３０ｇ／ＬＥＤＴＡ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｗｈｉｃｈｒｅａｃｈｅｄｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｒａｔｅ６８．５４％、６１．９４％、５５．７０％ｗｈｅｎｔｈｅｌｉｑｕｉｄｓｏｉｌｒａｔｉｏｗａｓ２０ｍＬ／ｇａｎｄｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｗａｓ２４ｈ．Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒａｒｓｅｎｉｃｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｓｏｉｌｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ａｒｓｅｎｉｃｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｓｏｉｌ；ｃｉｔｒｉｃａｃｉｄ；ＥＤＴＡ；ｓａｐｏｎｉｎ；ｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ收稿日期：２０１９１２２６基金项目：国家重点研发计划重大科学仪器设备开发重点专项（２０１６ＹＦＦ０１０２５００）第一作者：杨斐，硕士，主要从事在线分析仪器、前处理装置研发等工作。

改性茶皂素对重金属铬吸附性能的研究

Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｅａｓａｐｏｎｉｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｈｅａｖｙｍｅｔａｌｃａｄｍｉｕｍａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ
ＺＨＡＮＧＬｏｎｇ１，２，ＣＡＯＹａｎｇ１，ＬＩＵＴｏｎｇ１，２，ＧＡＯＲｕｉｈａｎ１，２，ＴＡＮＧＴｉｎｇ２，ＧＵＯＹｕ１，２
第４７卷第２期２０１８年２月
应用化工ＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ
Ｖｏｌ．４７Ｎｏ．２Ｆｅｂ．２０１８
改性茶皂素对重金属铬吸附性能的研究
张龙１，２，曹阳１，刘彤１，２，高瑞晗１，２，唐婷２，郭妤１，２
（１．贵州大学化学与化工学院，贵州贵阳５５００２５；２．贵州大学明德学院，贵州贵阳５５００２５）
素吸附能力，并研究了茶皂素聚集能力的规律，即脱酯能增强茶皂素的聚集能力。为了进一步增加茶皂素的水溶性，提高茶皂素对水溶液中重金属污染物的吸附分离活性［１１］，本文研究了一条新的改性方法，制备一种新型茶皂素生物表面活性剂［１２］。
１实验部分
１．１材料与仪器茶皂素，从陕西绿清类植物的树叶、树皮中一类结构相似的五环三萜类皂苷化合物的混合体［１］，其结构中包括亲水性的糖体和疏水性的配位基团，由于分子中含有两性基团，这类化合物可作为一种天然的非离子型表面活性剂，但由于分子量大，使得该类化合物难溶于冰水、乙醇、甲醇，不溶于醚类、丙酮、苯等溶剂［２］，这也使得茶皂素作为表面活性剂使用被一定程度限制［３５］。
摘要：探索了一条通过将茶皂素的羟基采用醋酸酐／碘体系进行酯化，再由硼氢化钠／氯化锌体系还原，最后用双氧水氧化多羟基茶皂素制得多羧基茶皂素的茶皂素改性路线。该方法在保证茶皂素原有生物活性以及良好水溶性的前提下，增加茶皂素分子的活性羧基，提高对重金属镉的吸附效果。结果表明，茶皂素对重金属镉的去除率为３２％，改性后茶皂素对重金属镉的去除率为５４％。关键词：茶皂素；结构改性；吸附；金属铬中图分类号：ＴＱ４２；Ｘ７文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－３２０６（２０１８）０２－０２８５－０３

皂素淋洗法去除土壤中重金属的研究进展

Li Zhendong，Liu Dongfang* ，Wei Xiaocheng，Sun Yu （ College of Environmental Science and Engineering，Nankai University，Tianjin 300350，China）
Abstract： Saponin can be used as a kind of eluting agent to treat and repair heavy-metal contaminated soil． This review expounded the structure and properties of saponin and the mechanism to remove heavy metals from soil． Especially，the influence factors of soil leaching treatment with saponin to remove heavy metals were principally elaborated and some prospects for the future researches were provided． Keywords： saponin； soil leaching； heavy metal
皂苷元与糖、糖醛酸或其他有机酸共同组成了皂素。从皂素的化学结构中可以看出，由于苷元具有不同程度的亲脂性，糖链具有较强的亲水性，使皂素成为一种表面活性剂，水溶液振摇后能产生持久性的肥皂样泡沫。皂素分子具有羧基、酯基、羟基等基团，能环境要素，还是人类赖以生存和发展的重要的物质基础。随着我国工业化和城市化进程的加快，我国的土壤重金属污染问题已变得非常严重。据 2009 年中国食品安全论坛数据表明，已经有 1 /6 的耕地被重金属污染，污染面积超过了 2 × 107 hm2［1］。去污染和稳定化是重金属污染土壤治理的主要途径。围绕这两种途径产生了不同的治理方法，例如改土法、电动修复、玻璃化、土壤淋洗等，而相对土壤淋洗法来说，改土法、电动修复、玻璃化成本高、适用范围小、易二次污染。土壤淋洗技术是一项高效、能彻底治理土壤重金属污染的技术，它是利用淋洗剂，通过离子交换、解吸、

氯化铵和茶皂素单独与复合施用土壤中镉赋存形态的差异

氯化铵和茶皂素单独与复合施用土壤中镉赋存形态的差异【摘要】本研究旨在探讨氯化铵和茶皂素单独与复合施用对土壤中镉赋存形态的影响。

通过实验分析发现，氯化铵处理可显著提高土壤中易交换态镉含量，而茶皂素处理则有利于提高有机结合态镉含量。

复合施用时，两者相互作用导致土壤中镉形态的综合改变。

进一步分析表明，不同处理方式对镉形态转化的影响受土壤pH值、有机质含量等因素的影响。

机制探究揭示了氯化铵和茶皂素对土壤中镉形态转化的影响机理。

本研究揭示了氯化铵和茶皂素单独与复合施用对土壤中镉赋存形态的差异，为进一步研究土壤镉污染修复提供了重要参考。

未来的研究可以进一步深入探讨不同镉形态的环境行为及其生态效应。

【关键词】氯化铵、茶皂素、镉、土壤、赋存形态、施用方式、影响因素、机制探究、差异、研究展望、研究结论、转化影响1. 引言1.1 研究背景镉是一种常见的土壤重金属污染物，其对土壤生态系统和人类健康造成严重危害。

镉在土壤中存在多种形态，其中包括可交换态、碳酸盐结合态、有机结合态和残渣态等。

不同形态的镉对植物吸收和转运具有不同的影响，因此研究镉在土壤中的赋存形态及其转化规律对于土壤环境保护具有重要意义。

本研究旨在通过对氯化铵和茶皂素单独及复合施用处理下土壤中镉的赋存形态进行分析，探究不同处理方式对镉形态转化的影响，进一步揭示氯化铵和茶皂素修复土壤镉污染的机制。

这一研究将有助于优化土壤修复技术，提高其修复效果，保护土壤环境和人类健康。

1.2 研究目的研究目的是通过比较氯化铵和茶皂素单独与复合施用对土壤中镉赋存形态的影响，探究它们在土壤镉形态转化过程中的差异。

具体目的包括：1. 比较氯化铵和茶皂素单独处理对土壤中镉形态的影响，揭示它们对土壤镉赋存形态的作用机制；2. 探究氯化铵和茶皂素复合处理对土壤中镉形态的影响，阐明它们在复合应用下对土壤中镉形态转化的影响机制；3. 分析不同处理方式对土壤中镉形态转化的影响因素，为进一步优化镉的环境行为提供科学依据。

茶皂素离子浮选去除废水中重金属离子的分析研究

方程如下：ｑ＝Ｋ。

ｅ（２．４）式中：ｇ为单位质量吸附剂所吸附的重金属离子量，ｍｇ·ｋｇ～；局为平衡分配系数，Ｌ·ｋｇ～：Ｇ为平衡时重金属离子浓度，ｍｇ·Ｌ～。

Ｔａｎ等‘１０３１和Ｏｃｈｏａ．Ｌｏｚａ等【１０７１都对鼠李糖脂和Ｃｄ２＋络合的稳定常数进行了研究。

Ｔａｎ最先对生物表面活性荆和重金属离子的络合常数进行探讨，并将Ｃｄ”．鼠李糖脂的络合稳定常数与Ｃｄ２十．沉积物、ｃｄ２＋．腐殖酸络合的稳定常数进行比较。

将鼠李糖脂与Ｃｄ２＋的混合溶液在２４℃下振荡２４ｈ，测自由Ｃｄ２＋浓度。

Ｔａｎ用第一种测定络合稳定常数的方法测得的稳定常数（１０９Ｋ）为一２．４７，高于Ｃｄ２＋－沉积物的络合稳定常数一６．０８和ｃｄ２＋．腐殖酸的络合稳定常数一６．０２；用第二种方法得到的ｌｏｇＫｐ为４．８９，与低溶解度有机物溶解的数值相似。

足和局与文献值进行比较，可以确定鼠李糖脂与Ｃｄ２＋能够形成稳定的物。

莎凡婷去除土壤中的重金属主要分为三个过程，如图ｎ０８１所示圈２．２莎凡婷络合金属离子示意图（ａ）被络合的重金属离子；（ｂ）生物表面活性剂胶团实验结果也表明，鼠李糖脂可以与Ｃｄ２＋络合，络合物可以稳定２７ｈ以上。

Ｏｃｈｏａ－Ｌｏｚａ等［１０７］采用离子交换树脂技术对鼠李糖脂与各种金属离子络合的稳定常数进行研究，稳定常数的测定选用第一种方法。

实验在ｐＨ＝６．９时测得鼠李糖脂与各种金属离子络合的稳定常数，排序如下（从强到弱）：Ａ１３＋＞Ｃｕ２＋＞ｐｂ２＋＞Ｃｄ２＋＞Ｚｎ２＋＞Ｆｅ３＋＞Ｈ９２＋＞Ｃａ２＋＞Ｃ０２＋＞Ｎｉ２＋＞Ｍｎ２＋＞Ｍ９２＋＞Ｋ，。

这些稳定常数的数值与乙酸、草酸和柠檬酸与各种重金属络合的稳定常数文献值相似。

３）影响重金属去除效率的因素重金属含量、存在形式直接影响其去除率。

莎凡婷和鼠李糖脂去除有机态的铜比较有效；鼠李糖脂在去除与无定形氧化铁结合的铅比较有效，去除水溶态、２７。

茶皂素的应用领域

高纯茶皂素的应用农药领域以茶皂素为主体精制而成的环保型农药助剂可广泛地应用于杀虫剂、杀菌剂、除草剂等达到增效、增溶、减毒之目的，作为可湿性农药的湿润剂，不仅能明显改善农药的湿润性能，而且能有效提高农药的悬浮率，达到或超过国家规定的标准；作为水剂型农药助剂优越性更多，它不含有损农药质量的金属离子，因其pH 值中性偏酸，有利于农药的贮存；作为乳油型农药的增效与展着剂能够改善农药的理化性能，用量少，防治效果好，击倒速度快，抗雨水冲刷，药效持久等优点，由于茶皂素的表面活性作用，它可以减少农药用量的50~70%，增效作用明显。

同时由于茶皂素的驱避和生物激素作用其本身也是一种很好的生物农药，还能刺激作物生长。

地下害虫是很难防治的害虫，以茶皂素为主剂研制的专用杀虫剂，不但能有效地杀死地老虎、蚯蚓、线虫等，而且不会造成土壤污染，有利于环境保护。

乳油型农药的增效与展着剂能够改善农药的理化性能，用量少，防治效果好，养殖领域以茶皂素为主体配制而成的环保型清塘剂8901，一方面可以作为对虾养殖前的清塘，也可以在养殖过程中用于杀死敌害鱼类，另一方面还可促进对虾脱壳，刺激对虾生长，同时它还能很好地杀死附在螃蟹身上的线虫与聚缩虫，达到治疗蟹病的目的，它的使用量在对虾养殖上淡水为2~3ppm，海水为1 ppm，治蟹病为15~25 ppm。

随着我国对化学鱼药的逐渐禁用，新一代的环保型鱼药——茶皂素8901，其作用必将被越来越多的养殖户所认可。

饲料领域利用茶皂素配制而成的饲料添加剂能有效地替代抗生素，减少人畜共患的疾病，使整个养殖业上个新台阶，最终使人们吃上放心肉。

医药领域茶皂素具有明显的抗渗漏与抗炎症特征，在炎症初起阶段，能使受障碍的毛细血管透过性正常化，并刺激动物体内激素分泌，调节血糖含量，还可降低胆固醇含量，预防心血管疾病。

具化痰止咳功效，可治疗老年支气管炎和各类水肿；茶皂素还有抗菌作用，可治疗一些皮肤病。

茶皂素能抑制酒精的吸收，加速酒精的分解，故可用于醒酒。

2024年皂素业环保治理行动方案(2篇)

2024年皂素业环保治理行动方案____年皂素业环保治理行动方案背景：随着经济的快速发展和人们对生活品质的追求，皂素业成为了一个繁荣发展的行业。

然而，随之而来的是对环境造成的严重破坏和污染。

在2024年的环境研究报告中，我们看到了皂素业对水源、土壤和大气的污染问题，这引起了社会各界的广泛关注。

因此，我们迫切需要制定一个全面的皂素业环保治理行动方案，以减少环境污染，保护人民的健康和未来的寿命。

一、加强监管与执法力度1. 大力加强对皂素业的监管力度。

成立专门的皂素业环保管理部门，加强对企业的日常监督检查和行业规范的制定。

2. 提高执法力度。

加强对违法企业的打击力度，通过加大罚款力度和依法取消营业执照等措施来约束违法行为。

3. 完善环保执法机制。

建立环境执法人员和相关机构之间的紧密合作机制，加强信息共享与协作。

二、推动皂素业清洁生产1. 鼓励皂素企业采用更为环保的生产工艺和技术，如循环利用、资源化利用等，减少环境污染。

2. 加强对皂素原料的管理，严禁使用对环境有害的化学物质和有毒物质。

3. 推动皂素业可持续发展，加强产品研发和创新，加大对环保技术的投入和支持。

三、加强污染物排放控制1. 建立和完善皂素企业污染物排放标准，对污染物的排放进行适当限制，确保企业不超过达标排放。

2. 加强对污染物的监测和监管，通过建立在线监测系统，实时监测污染物的排放情况，及时采取相应措施。

3. 鼓励企业采用先进的净化设备和技术，减少污染物的排放。

四、推进循环经济与资源利用1. 加强废弃物的分类与处理，鼓励皂素企业进行废弃物资源化利用，减少废弃物的产生和对环境的影响。

2. 推广循环经济理念，在皂素产业链中推动资源的循环利用，减少对原材料和能源的消耗。

五、加强环境教育与宣传1. 加强对皂素企业和消费者的环保知识宣传和教育，提高环保意识。

2. 鼓励皂素企业与学校、社区等建立合作，开展环境保护主题活动，加深社会对皂素业环保的认识和重视。

茶皂素作用下苎麻对镉污染土壤的修复效应

ａｎｄ２００８：ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄｒｅｇｉｏｎａｌｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ［Ｊ］．
ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈＬｅｔｔｅｒｓ，２０１ｌ，６（４）：４５５０１ — ４５５１０．
是环境工作者的研究热点。植物修复法是矿区废弃地最经济实惠、最行之有被广泛使用Ｊ。植物修复从经济效益和工程量、操作
方法方面都远远优于其他诸如客土法、工程措施等修复方式，国内外环境科学工作者一直致力于寻找重金
富集能力和转移能力的差异，结果表明：苎麻对重金属Ｃｄ的吸收属于根部囤积型；茶皂素溶液浓度为２．５ｉｎｌｎｏＩ／Ｌ时，苎麻各部位对重金属ｃｄ的富集系数均达到最大值；茶皂素溶液浓度为０．１～２．５ｍｍｏ￣Ｌ时，有利于重金属Ｃｄ在苎麻植株内的转移，转移系数随浓度增加呈上升趋势，在茶皂素溶液浓度为２．５ｍｍｏｌ／Ｌ时转移系数达到最大值
农产品安全一直是人们关注的焦点问题，植物在生长效的生态修复方法，在国内外重金属污染环境治理中
属超积累植物，用于修复重金属污染环境。本试验选

【标准】茶皂素编制说明

【关键字】标准中华人民共和国粮食行业标准《茶皂素》编制说明江南大学2015年7月中华人民共和国粮食行业标准《茶皂素》编制说明一、任务来源制定行业标准《茶皂素》，是根据国家粮食局标准质量管理办公室《关于下达2014年粮油行业标准制定计划的通知》（质检办便函〔2014〕15号）和《关于下达2015年粮油行业标准制定计划的通知》（质检办便函〔2015〕26号）文件精神，由江南大学负责起草工作，主要起草人为金青哲和常明。

二、标准制定目的和意义茶皂素（Tea Saponin）又名茶皂甙、皂角甙、皂甙，通常有茶叶皂素、茶籽皂素之分，理化性质略有差异。

茶皂素是一类含有结构糖与结构酸的五环三萜类化合物，分为几种三萜皂甙元与结构糖、结构酸所形成的复杂化合物的混合物。

早期己从茶籽中分离鉴定出7种配基，从茶叶中分离鉴定出4种配基。

茶皂素具有皂甙的通性，有苦辛辣味，同时具有刺激鼻粘膜特性结晶纯茶皂素为无色微细柱状结晶体，在冷水中难溶，而在热水中易溶，在稀碱性水溶液中溶解度显著增加，茶皂素还能较好溶解在含水甲醇、含水乙醇，正丁醇及冰醋酸、醋酐和吡啶，但不溶于乙醚、氯仿、丙酮、苯和石油醚等溶剂。

油茶为世界四大木本油料植物之一，是我国原产乡土树种，有2000多年栽培历史。

我国是全世界油茶栽培面积最大，产量最高，品种最丰富的国家。

据统计，我国现有油茶林5000万亩左右，主要分布在浙江、安徽、福建、江西、河南、湖北、湖南、广东、广西、重庆、四川、云南、贵州和陕西等淮河、长江以南的14个省（区、市）的低山丘陵地区。

其中，湖南和江西两省分布最多，约全国油茶林总面积的2/3。

全国每年生产油茶籽106万吨左右，生产加工油茶籽油约27.7万吨，预榨浸出后的油茶籽粕在70万吨左右，而油茶籽粕中含有10%～20%的皂素[1]，是茶皂素的一个重要来源。

茶皂素研究至今己有70多年的历史。

当初，人们主要集中于茶皂素的分离、提纯、结构鉴定和理化性质方面的分析。

氯化铵和茶皂素单独与复合施用土壤中镉赋存形态的差异

氯化铵和茶皂素单独与复合施用土壤中镉赋存形态的差异【摘要】本研究分析了氯化铵和茶皂素单独与复合施用对土壤中镉赋存形态的影响。

结果显示，氯化铵单独施用可促进镉的活性态和易交换态的转化，茶皂素单独施用可增加镉的有机态含量，而氯化铵和茶皂素复合施用则对土壤中镉的形态有不同程度的影响。

不同施用方式导致土壤中镉形态的差异主要是由于镉与氯化铵和茶皂素之间的相互作用产生。

通过机理分析发现，氯化铵和茶皂素的施用方式对土壤中镉的赋存形态有明显的影响，为减少土壤中镉的毒性提供了重要参考。

未来将进一步探究氯化铵和茶皂素单独与复合施用对土壤中镉形态的影响机制，为土壤镉污染的治理提供理论依据和应用前景展望。

【关键词】关键词：氯化铵、茶皂素、土壤、镉赋存形态、复合施用、差异、机理分析、应用前景。

1. 引言1.1 研究背景镉是一种广泛存在于土壤中的有毒重金属，对环境和人体健康都具有潜在的危害。

镉在土壤中的赋存形态不仅影响着其迁移转化的过程，也直接影响着植物对镉的吸收利用情况。

研究土壤中镉的赋存形态及其影响因素对于环境保护和农业生产具有重要意义。

氯化铵和茶皂素作为土壤修复和镉污染治理中常用的两种物质，被广泛应用于农业生产和地下水治理中。

关于氯化铵和茶皂素单独或复合施用对土壤中镉赋存形态的影响及其差异仍未有系统研究。

对氯化铵和茶皂素在土壤中对镉赋存形态的影响进行深入探讨，有助于明确它们在土壤重金属污染修复中的作用机制，为土壤镉污染的治理提供科学依据。

本研究旨在通过实验方法，系统分析氯化铵和茶皂素单独或复合施用对土壤中镉赋存形态的影响，以期为土壤镉污染的治理提供新的思路和方法。

1.2 研究目的研究目的是探究氯化铵和茶皂素单独与复合施用对土壤中镉赋存形态的差异，进一步揭示不同处理方式对土壤中镉的转化和归宿过程的影响机制。

具体目的包括：比较氯化铵和茶皂素单独施用对土壤中镉赋存形态的影响，以揭示不同镉赋存形态在不同处理下的变化规律；比较氯化铵和茶皂素复合施用对土壤中镉赋存形态的影响，了解复合施用是否存在协同作用或者抑制作用；然后，比较氯化铵和茶皂素单独与复合施用对土壤中镉赋存形态的差异，探索不同施用方式下对土壤中镉赋存形态的影响程度及机制；通过机理分析，探讨不同处理方式对土壤中镉赋存形态变化的可能原因，并展望氯化铵和茶皂素在土壤修复和镉污染治理中的应用前景。

茶皂素的生物降解机制-概念解析以及定义

茶皂素的生物降解机制-概述说明以及解释1.引言1.1 概述茶皂素是一种常见的生物碱类物质，在自然界中广泛存在。

它具有多种生物活性和药用价值，被广泛应用于医药、绿色农业和食品加工等领域。

然而，茶皂素作为一种有机物质，其在环境中的存在也带来了一定的环境污染和生态影响。

为了解决这一问题，科学家们对茶皂素的生物降解机制进行了深入研究。

通过了解茶皂素在自然界中的生物降解过程，可以更好地理解其在环境中的归宿，以及对生态系统的影响。

本文将探讨茶皂素的生物降解机制，探讨其对环境的意义和未来的研究方向。

1.2 文章结构文章结构部分：本文将分为引言、正文和结论三个部分。

在引言部分，将对茶皂素的概念进行简要介绍，明确文章的目的并概述本文的结构。

在正文部分，将详细探讨茶皂素的定义、在环境中的存在情况以及生物降解机制等内容。

最后，在结论部分将讨论生物降解的重要性、茶皂素生物降解机制的意义以及对未来研究方向的展望。

通过这样的结构，希望能够全面深入地探讨茶皂素的生物降解机制，为环境保护和可持续发展提供有益的启示。

1.3 目的本文旨在探讨茶皂素的生物降解机制，深入解析其在环境中的降解过程及相关影响因素。

通过对茶皂素在自然界中的降解机制进行研究，我们可以更好地理解其在环境中的归趋和影响，为环境污染治理提供科学依据。

同时，通过探讨茶皂素的生物降解机制，可以为新材料的设计和环境友好产品的开发提供启示，促进绿色化学品的推广应用。

因此，本文旨在全面阐述茶皂素的生物降解机制，以期增进对环境保护和可持续发展的认识。

2.正文2.1 茶皂素的定义茶皂素是一种天然存在于茶叶中的生物活性成分，主要由茶多酚类物质和茶皂素酸类物质组成。

茶皂素拥有抗氧化、抗菌、抗病毒等多种生物活性，被广泛应用于食品、医药和化妆品等领域。

茶皂素的化学结构包括茶多酚酸和茶皂素酸两大类，其中茶多酚酸包括儿茶酸、儿茶黄素和儿茶素等，具有较强的抗氧化作用；茶皂素酸类物质则包括儿茶酚酸和表儿茶酚酸等，具有很好的抗菌和抗病毒活性。