稀土元素铈对活性污泥颗粒化影响及其性能研究

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1、原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：赵玉睨日期：_工一哆■P关于学位论文使用授权的声明本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编

2、入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。(保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：垫圣塾导师签名：JJ东人学硕十学位论文1．1稀土元素第一章绪论1．1．1稀土资源及应用稀土元素由元素周期表第三副族中原子序数从57至71的15种镧系元素，即镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)，以及与其电子结构和化学性质相近的钪(Se)和钇(Y)

3、，共计17种元素组成。除钪与钷外，其余15种元素往往共生。稀土元素分为轻稀土和重稀土两组，轻稀土包括镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕7种原子序数较小的稀土元素，又称铈组；重稀土包括铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇，又称钇组。分为铈组或钇组，是因为矿物经分离得到的稀土混合物中，常以铈或钇占优势而得名。稀土元素是典型的金属元素，它们的金属活泼性仅次于碱金属和碱土金属元素，比其他金属元素活泼。稀土元素能形成化学稳定的氧化物、卤化物、硫化物。稀土元素可以和氮、氢、碳、磷发生反应，易溶于盐酸、硫酸和硝酸。稀土元素约占地壳总

4、质量的0．0153％，主要集中在岩石圈中，最常见的是以复杂氧化物、含水或无水磷酸盐、磷硅酸盐、氟碳酸盐以及氟化物等形式存在，尚未发现它的天然金属或硫化物。由于稀土元素的离子半径、电子特性及氧化态都很近似，故常以共生状态存在于矿物中。中国是稀土储量最多的国家，总储量约为4300万吨，约占世界总量的41．3％。我国稀土资源主要分布在内蒙古包头的白云鄂博以及四川、江西、广东、广西、福建、湖南等省。其中北方以富铈的轻稀土矿为主，而南方则以离子吸附型的重稀土矿为主。丰富的稀土资源为我国稀土在各行业中的应用提供了得天独厚

5、的物质基础【l】。稀土元素具有较特殊的电子构型，内层4f电子的定域化和不完全填充，使其在光、电、磁等方面有独特的性质。稀土离子与钙离子在多方面性质上表现出相似性，可以占据钙的位置与大分子结合，甚至可以取代已结合的钙离子进而影响一系列的生物功能。稀土元素被广泛应用于冶金、石油化工、玻璃陶瓷、电子光学材料、磁性材料、医药及农业等领域t2,31。东大学硕士学位论文1．1．2稀土元素生物效应稀土元素的生物效应研究始于20世纪初，1917年中国学者钱崇澍与美国学者W．J．Ostenhout共同发表了钡、锶、铈对水绵生理

6、作用研究结果；1933年起前苏联科学家发现镧和铈对小麦和豌豆的生长具有明显的促进作用并对其开展了大量的实验和研究；稀土元素对微生物也具有广泛的生物学作用。1．1．2．1稀土元素对植物的生物效应OuyangJ掣4】研究发现，低剂量的稀土元素Nd、La及Ce能促进肉苁蓉(Cistanchedeserticola)细胞的生长并提高PeG(phenylethanoidglycosides)的产量；混合物(MRE，La203：Ce02-Pr60⋯Sm203=255：175：3．-1，mol·tool。1)比单一稀土的作

7、用更显著。培养30d后，0．02mmol·L。1MRE的效果达到高峰，细胞的生长加速，PeG的产量达到1．69·L一，分别比对照组(不加稀土元素)高104％和167％。HeYw掣5】对Arabidcpsisthaliana的研究表明，培养基中加入低剂量硝酸铈或硝酸镧，初生根的长度明显增长，30d后，高度、干重及花的平均数目都大于对照组。WuJY等【61研究发现，La3+可影响悬浮培养液中不同紫杉细胞合成紫杉醇的量，低剂量La”可提高云南红豆杉细胞的紫杉醇产量和分泌量。GaoY等【7】研究表明，稀土离子不但可进

8、入植物细胞且能与原生质膜、叶绿体膜、线粒体膜、核膜结合。FashuiH掣81对菠菜的研究进一步证实ce3+甚至能进入叶绿体，取代Mg：+与叶绿素结合，从而能提高叶绿素的含量、光合作用的速率及PSII的电子传递速率。李赛君、高小霞等[9,101通过间接方法推断出稀土叶绿素的配位结构，认为镧离子配位到叶绿素的卟啉环上，形成了叶绿素一镧的配合物。洪法水掣111研究证实La3+，ce3+能诱导菠菜体内形成R