發(fā)布時(shí)間：2020-05-22 09:04

【摘要】：稀土是改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、發(fā)展高精尖產(chǎn)業(yè)重要的戰(zhàn)略性資源,被廣泛用于國(guó)防產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)領(lǐng)域,其礦物類型可分為風(fēng)化型和礦物型。離子型稀土以離子相賦存于土壤環(huán)境中,故其開采方式是采用電解質(zhì)水溶液進(jìn)行離子交換浸出,與此同時(shí),礦體環(huán)境的重金屬離子也通過離子交換作用被活化,隨浸礦母液遷移,釋放至水體、土壤環(huán)境中,再加上離子型稀土開采、加工過程中會(huì)產(chǎn)生大量含重金屬的廢棄物,造成礦山及其周邊環(huán)境(土壤、水體)重金屬嚴(yán)重超標(biāo)。本課題以贛州龍南足洞礦區(qū)為研究對(duì)象,科學(xué)選定研究樣區(qū),包括稀土礦生產(chǎn)區(qū)、尾礦區(qū)、周邊居民生活區(qū)、農(nóng)田,共設(shè)置66個(gè)研究樣點(diǎn)。首先對(duì)研究樣區(qū)重金屬污染現(xiàn)狀進(jìn)行普查,對(duì)重金屬來源進(jìn)行解析,同時(shí)對(duì)其重金屬污染現(xiàn)狀和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià);其次以研究樣區(qū)污染較嚴(yán)重的重金屬Pb為研究對(duì)象,探究其在自然條件下,以水溶態(tài)進(jìn)入土壤環(huán)境后,其形態(tài)分布隨時(shí)間的變化規(guī)律;最后探究了硫酸銨和酸雨作用下,氮化物、稀土離子、重金屬濃度其形態(tài)轉(zhuǎn)化/老化過程的影響。主要得出以下主要研究結(jié)論:(1)通過對(duì)研究樣區(qū)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研取樣,對(duì)其重金屬含量進(jìn)行普查,采用相關(guān)性分析、主成分分析、空間分析對(duì)重金屬的來源進(jìn)行解析,同時(shí)對(duì)研究樣區(qū)重金屬污染程度和潛在生態(tài)危害進(jìn)行評(píng)價(jià),結(jié)果表明:研究樣區(qū)土壤中Cd、Hg、As、Pb、Zn、Tl的含量平均值分別為0.27、1、32.64、135.91、113.19、2.34mg/kg,均高于江西省土壤環(huán)境背景值,表現(xiàn)出較高程度的積累特征和污染現(xiàn)狀;以國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為參考,研究樣區(qū)農(nóng)田土壤Cd、Hg、As、Pb、Tl超標(biāo)率分別為15%、97.83%、30.40%、71.7%、100%。以國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為參考,13.64%的研究樣點(diǎn)屬于警戒線水平,42.42%屬于輕度污染,12.12%屬于中度污染,31.82%屬于重度污染;以土壤環(huán)境背景值為參考,輕度污染、中度污染、重度污染所占比例分別為1.52%、28.79%、69.7%。研究樣區(qū)5種重金屬綜合潛在生態(tài)危害系數(shù)的平均值為634.50,處于強(qiáng)生態(tài)環(huán)境危害程度。(2)通過室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),向研究樣區(qū)農(nóng)田土壤中添加水溶態(tài)重金屬,探究外源重金屬進(jìn)入土壤環(huán)境后相態(tài)轉(zhuǎn)化過程,并采用動(dòng)力學(xué)模型對(duì)其進(jìn)行擬合,結(jié)果顯示:短期內(nèi)(60d)其老化過程主要體現(xiàn)在弱酸提取態(tài)向可氧化的轉(zhuǎn)化。培養(yǎng)初期(10d),弱酸提取態(tài)迅速轉(zhuǎn)化為可還原態(tài),隨后轉(zhuǎn)化速率逐漸降低,最后趨于平衡。Elovich方程對(duì)土壤環(huán)境中短期內(nèi)重金屬老化過程擬合最佳,說明該過程是非均相分散過程,主要存在表面聚合沉淀、擴(kuò)散、有機(jī)質(zhì)包裹等機(jī)制,但其主導(dǎo)地位尚不明確。(3)采用響應(yīng)曲面法,通過向研究樣區(qū)農(nóng)田土壤中添加不同濃度的硫酸銨、釔、鉛,探究其交互作用下其對(duì)土壤環(huán)境和鉛老化程度的影響,結(jié)果顯示:在一定含量范圍內(nèi),土壤環(huán)境pH值與硫酸銨的含量成反比,與釔的含量成正比,與鉛含量成反比;氧化還原電位與硫酸銨的含量成反比,與釔的含量成反比,與鉛的含量成正比。硫酸銨和釔交互作用下,鉛的老化程度和釔的含量成正比,隨硫酸銨含量的增加先降低后升高;硫酸銨和鉛交互作用下,鉛老化程度隨其含量的增加而增加,而銨根離子對(duì)其影響不大;釔和鉛交互作用下,鉛老化程度隨釔含量增加略微升高。(4)采用響應(yīng)曲面法,探究硫酸銨、釔、鉛兩兩交互作用下,其對(duì)鉛活化效果的影響,結(jié)果顯示:以硫酸銨做活化劑,硫酸銨、釔、鉛兩兩交互作用下,鉛的活化程度均與硫酸銨的含量成正比,與釔含量成反比,與鉛的含量成反比;以酸雨做活化劑,硫酸銨與釔、鉛交互作用下,在一定含量范圍內(nèi),鉛活化程度與硫酸銨的含量成正比,與釔含量成反比,與鉛的含量成反比;釔和鉛交互作用下,鉛的活化程度與釔、鉛均成反比。
【圖文】：

圖 1.1 稀土礦區(qū)污染現(xiàn)狀近年來，科研工作者對(duì)稀土礦區(qū)重金屬污染也做出了廣泛的研究，表明稀土礦污染的來源主要有：（1）任意堆放的尾礦渣、生產(chǎn)廢液中含有大量的的重金屬期的降雨、日曬等環(huán)境作用過程，極易導(dǎo)致重金屬向周邊土壤中遷移［15,16］；劉7］以廣東省某稀土礦區(qū)為研究對(duì)象，調(diào)查結(jié)果顯示，Zn、Pb、Mn 均有不同程，其中 Pb 含量高于中國(guó)土壤環(huán)境背景值，為(532.6±80.2) mg/kg。滕達(dá)等［18］以尾礦區(qū)域?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)其土壤環(huán)境重金屬污染現(xiàn)狀進(jìn)行普查，結(jié)果表明，

圖 4.2 礦區(qū)周邊農(nóng)田土壤中Qg源 Pb 各形態(tài)百分比源 Pb 的老化過程進(jìn)入農(nóng)田土壤環(huán)境后，其形態(tài)轉(zhuǎn)化過程如圖 4.3 所為 639.05 mg/kg，其在土壤介質(zhì)中的主要賦存形態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài)含量較低，即外源 Pb 進(jìn)入土壤環(huán)境后快速在于土壤環(huán)境中，且在短期內(nèi)，土壤介質(zhì)中外源重態(tài)向可還原態(tài)的轉(zhuǎn)化。弱酸提取態(tài)是指以靜電作用金屬，由于靜電作用力比較弱，因此這部分重金屬境因子的變化也最敏感，極易被離子交換釋放，也環(huán)境穩(wěn)定性較差，，相應(yīng)的環(huán)境毒性、遷移性則較的含量能夠更好地來反映土壤環(huán)境重金屬污染程和土壤介質(zhì)表面或者沉積物表面相結(jié)合的部分重分相結(jié)合的重金屬形態(tài)。土壤環(huán)境的氧化還原條件
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X53

【參考文獻(xiàn)】

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1 陶權(quán);姚景;何樹福;馬效芳;梁英;;不同降雨強(qiáng)度下污染土重金屬元素隨徑流遷移轉(zhuǎn)化特征[J];水土保持學(xué)報(bào);2015年02期

2 陳熙;蔡奇英;余祥單;劉以珍;葛剛;吳蘭;王秀峰;;贛南離子型稀土礦山土壤環(huán)境因子垂直分布——以龍南礦區(qū)為例[J];稀土;2015年01期

3 羅才貴;羅仙平;周娜娜;張艷;鄧揚(yáng)悟;;南方廢棄稀土礦區(qū)生態(tài)失衡狀況及其成因[J];中國(guó)礦業(yè);2014年10期

4 王友生;侯曉龍;吳鵬飛;汪攀;陳奶蓮;張?jiān)迄i;馬祥慶;岳輝;彭紹云;;長(zhǎng)汀稀土礦廢棄地土壤重金屬污染特征及其評(píng)價(jià)[J];安全與環(huán)境學(xué)報(bào);2014年04期

5 喬鵬煒;周小勇;楊軍;陳同斌;雷梅;;土壤重金屬元素遷移模擬方法在礦集區(qū)適用性比較[J];地質(zhì)通報(bào);2014年08期

6 劉勝洪;張雅君;楊妙賢;劉文;梁紅;;稀土尾礦區(qū)土壤重金屬污染與優(yōu)勢(shì)植物累積特征[J];生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào);2014年06期

7 趙文靜;郭偉;趙仁鑫;付瑞英;郭江源;畢娜;張君;;稀土元素對(duì)土壤-植物系統(tǒng)中重金屬行為的影響及其機(jī)理研究進(jìn)展[J];土壤通報(bào);2014年02期

8 羅海霞;柳偉;陳文清;李正山;;川南某稀土礦區(qū)土壤重金屬污染現(xiàn)狀評(píng)價(jià)[J];貴州農(nóng)業(yè)科學(xué);2014年01期

9 施澤明;許偉;;牦牛坪稀土礦區(qū)河流沉積物重金屬形態(tài)及潛在危害[J];礦物學(xué)報(bào);2013年S2期

10 房莉;余健;張彩峰;俞元春;;不同土地利用方式土壤對(duì)銅、鎘離子的吸附解吸特征[J];中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào);2013年10期

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1 滕達(dá);四川省冕寧縣牦牛坪稀土尾礦區(qū)植物修復(fù)研究[D];成都理工大學(xué);2009年

2 彭磊;西昌冕寧縣稀土尾礦的污染現(xiàn)狀及其重金屬鉛的遷移規(guī)律研究[D];成都理工大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2675754