發(fā)布時間：2020-05-22 09:04

【摘要】：稀土是改造傳統(tǒng)產業(yè)、發(fā)展高精尖產業(yè)重要的戰(zhàn)略性資源,被廣泛用于國防產業(yè)和高技術領域,其礦物類型可分為風化型和礦物型。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水溶液進行離子交換浸出,與此同時,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、加工過程中會產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)重金屬嚴重超標。本課題以贛州龍南足洞礦區(qū)為研究對象,科學選定研究樣區(qū),包括稀土礦生產區(qū)、尾礦區(qū)、周邊居民生活區(qū)、農田,共設置66個研究樣點。首先對研究樣區(qū)重金屬污染現(xiàn)狀進行普查,對重金屬來源進行解析,同時對其重金屬污染現(xiàn)狀和潛在生態(tài)風險進行評價;其次以研究樣區(qū)污染較嚴重的重金屬Pb為研究對象,探究其在自然條件下,以水溶態(tài)進入土壤環(huán)境后,其形態(tài)分布隨時間的變化規(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)轉化/老化過程的影響。主要得出以下主要研究結論:(1)通過對研究樣區(qū)現(xiàn)場調研取樣,對其重金屬含量進行普查,采用相關性分析、主成分分析、空間分析對重金屬的來源進行解析,同時對研究樣區(qū)重金屬污染程度和潛在生態(tài)危害進行評價,結果表明: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;以國家二級標準為參考,研究樣區(qū)農田土壤Cd、Hg、As、Pb、Tl超標率分別為15%、97.83%、30.40%、71.7%、100%。以國家二級標準為參考,13.64%的研究樣點屬于警戒線水平,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,處于強生態(tài)環(huán)境危害程度。(2)通過室內培養(yǎng)實驗,向研究樣區(qū)農田土壤中添加水溶態(tài)重金屬,探究外源重金屬進入土壤環(huán)境后相態(tài)轉化過程,并采用動力學模型對其進行擬合,結果顯示:短期內(60d)其老化過程主要體現(xiàn)在弱酸提取態(tài)向可氧化的轉化。培養(yǎng)初期(10d),弱酸提取態(tài)迅速轉化為可還原態(tài),隨后轉化速率逐漸降低,最后趨于平衡。Elovich方程對土壤環(huán)境中短期內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、擴散、有機質包裹等機制,但其主導地位尚不明確。(3)采用響應曲面法,通過向研究樣區(qū)農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土壤環(huán)境和鉛老化程度的影響,結果顯示:在一定含量范圍內,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)采用響應曲面法,探究硫酸銨、釔、鉛兩兩交互作用下,其對鉛活化效果的影響,結果顯示: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,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)為研究對象，調查結果顯示，Zn、Pb、Mn 均有不同程，其中 Pb 含量高于中國土壤環(huán)境背景值，為(532.6±80.2) mg/kg。滕達等［18］以尾礦區(qū)域為研究對象，對其土壤環(huán)境重金屬污染現(xiàn)狀進行普查，結果表明，

圖 4.2 礦區(qū)周邊農田土壤中Qg源 Pb 各形態(tài)百分比源 Pb 的老化過程進入農田土壤環(huán)境后，其形態(tài)轉化過程如圖 4.3 所為 639.05 mg/kg，其在土壤介質中的主要賦存形態(tài)、殘渣態(tài)含量較低，即外源 Pb 進入土壤環(huán)境后快速在于土壤環(huán)境中，且在短期內，土壤介質中外源重態(tài)向可還原態(tài)的轉化。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表面或者沉積物表面相結合的部分重分相結合的重金屬形態(tài)。土壤環(huán)境的氧化還原條件
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X53

【參考文獻】

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本文編號：2675754