發(fā)布時間：2020-08-01 16:13

【摘要】：由于人為活動和自然風化作用,在金屬硫化物礦山開采過程中產(chǎn)生的酸性礦山廢水常常會造成環(huán)境土壤和水體中嚴重的重金屬污染。特別的,廣東省大寶山礦床屬于典型的多金屬硫化物礦,酸性礦山廢水造成的重金屬污染是該區(qū)域內(nèi)最嚴重的環(huán)境問題之一。另一方面,由于當?shù)赝寥乐懈缓欢ㄐ丸F礦物,導致土壤中磷的有效態(tài)含量低,土壤存在化學缺磷的問題,在作物耕種期間需要施用大量的磷肥。然而,大量的磷進入土壤環(huán)境中會導致土壤顆粒中的砷的釋放作物產(chǎn)生毒害,造成食品安全問題。為了闡述可能存在的砷釋放過程,在本研究通過實地采樣及試驗,采用批次和循環(huán)流動試驗在不同磷施用量下(0、1、5、10、50、100 mg/L P)研究了橫石河沿岸受酸性礦山廢水影響的農(nóng)田土壤中磷、砷和鐵礦物之間的相互作用和遷移轉(zhuǎn)化過程。結(jié)果表明,溶液中的pH變化(3~7)和較高的磷酸鹽濃度可誘導砷的釋放,上游土壤中砷的釋放量較下游更高,As(V)是土壤溶液中受磷酸鹽影響的主要形態(tài)。特別的,在磷的施用量為P_(10)(200 mg/kg)時,溶液中砷的濃度在約7天后達到最大,涼橋村、上壩村和太平河農(nóng)田(S6、S8和TR)土壤溶液中的最高砷濃度分別達到2298.4、829.9和153.9μg/L,As(V)形態(tài)相對含量為93%、97%和18%。另一方面,經(jīng)XRD和SEM結(jié)果證實,過程中產(chǎn)生的礦物大部分為不定型鐵或鋁礦物。隨著礦物的產(chǎn)生,土壤溶液中的砷濃度降低到314.2、98.1和34.1μg/L。當磷施用量增加時,礦物顆粒變得更細(100 nm)。經(jīng)過XPS和元素面分布分析結(jié)果證實,砷的分布與鐵礦物密切相關。此外,土壤中隨著深度的增加,不定型鐵礦物對磷的結(jié)合促使磷的有效性降低,砷的有效性逐漸增加。為了進一步對土壤中可能存在的砷釋放過程進行研究,通過試驗研究了磷的添加量(0、1、5和10 mM)對含砷黃鉀鐵礬相轉(zhuǎn)化和砷釋放過程的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),含砷黃鉀鐵礬在亞鐵存在的條件下會發(fā)生相轉(zhuǎn)變。而低含量的磷(1 mM)雖然不會抑制礦物的轉(zhuǎn)變,導致礦物顆粒逐漸轉(zhuǎn)化變小,遷移性增加,砷則被吸附于新形成的纖鐵礦表面;相反,高含量的磷(10 mM)抑制了黃鉀鐵礬的轉(zhuǎn)化,但是可以將砷置換進入溶液中,造成砷的釋放。綜上所述本研究從宏觀環(huán)境和微觀礦物兩種尺度對礦區(qū)中磷、砷和鐵的歸趨和分布進行了闡述,深入研究了磷對大寶山礦區(qū)土壤中鐵礦物和砷形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響機制,為礦區(qū)內(nèi)農(nóng)田肥料施用提供了依據(jù)。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X753;X53
【圖文】：

研究技術路線圖

圖 3.1 循環(huán)流動裝置示意圖.1 diagram of the circular flow cultivation equipmen驗：在 50 mL 離心管中加入 3.0 g 土壤樣品和 30.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5 和 7.0）控制溶液 pH1、5、10、50、100 mg/L）震蕩 3 天，達到平液中的平衡濃度。震蕩結(jié)束后，以 8000 rpm 轉(zhuǎn)速離去除少量的漂浮物和顆粒。樣品用 5 %的鹽酸酸：根據(jù)當?shù)亓追适┯昧浚?5kg P2O5ha-1）計算磷磷酸鹽濃度約等于 20 mg P/kg 土壤或 10 mg/L 初

.7 礦物的電子顯微鏡圖和電子能譜圖 (a) P0施用于 S6; (b) P0.1施用于 S6; (c) P于 S6; (d) P10施用于 S6; (e) P0施用于 S8; (f) P0.1施用于 S8; (g) P1施用于 S8; (h用于 S8; (i) P0施用于 TR; (j) P0.1施用于 TR; (k) P1施用于 TR; (l) P10施用于 TR.7 SEM pattern and EDS spectra of the minerals. Minerals with (a) P0applying in S6.1applying in S6; (c) P1applying in S6; (d) P10applying in S6; (e) P0applying in S8;pplying in S8; (g) P1applying in S8; (h) P10applying in S8; (i) P0applying in TR; (jP0.1applying in TR; (k) P1applying in TR; (l) P10applying in TR.

【參考文獻】

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1 馬瑞;方海蘭;梁晶;郝冠軍;黃懿珍;趙曉藝;呂子文;;利用~(31)P核磁共振技術研究不同磷肥施用方式對土壤磷形態(tài)的影響[J];上海農(nóng)業(yè)學報;2013年03期

2 王杰;肖云龍;王海鴻;蘇長征;;湖南銻冶煉業(yè)砷堿渣致水源性砷中毒特征分析與控制對策[J];實用預防醫(yī)學;2013年02期

3 陳俊堅;張會化;曾曉舵;劉鑒明;;廣東省土壤砷元素空間變異與環(huán)境意義[J];生態(tài)環(huán)境學報;2011年05期

4 付善明;周永章;趙宇

本文編號：2777697