5.5 矿区土壤污染过程控制与源解析
环境因子改变下施氏矿物中负载重金属的归趋
谢莹莹
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1. 韩山师范学院 化学与环境工程学院,广东 潮州,521041;
酸性矿山废水(Acid Mine Drainage,AMD)污染的流域中,由于较强的酸度和丰富的硫酸根和铁离子,极易形成大量特征性的含铁硫酸盐次生矿物(周立祥, 2008; Paikaray & Peiffer, 2010)。例如:pH为2.8~4.5时易形成典型的施氏矿物(schwertmannite)于AMD表层沉积物中。其由于类质同象现象和高比表面积,施氏矿物容易吸持AMD中的重(类)金属离子,使其演变成为重(类)金属离子的沉淀库,如:粤北大宝山矿区AMD表层沉积物中Pb、As和Cr含量高达3100、1896和170 mg/kg(Chen et al., 2015)。但施氏矿物结晶度较低,容易发生相转变而导致所负载的重金属再次释放到水环境中。
本文以施氏矿物作为研究对象,探究环境因子溶解性有机质(Dissolved organic matter,DOM)和S(-II)分别作用下,负载典型重金属铬的施氏矿物还原溶解机制和铬的环境行为。得到的结果为:DOM通过络合的方式引起施氏矿物的结构崩塌,促进其产生针铁矿等二次矿物。而在厌氧条件下,S(-II)会引起施氏矿物的还原溶解。同样地,添加了Cr的矿物培育组分别在不同程度上降低了施氏矿物溶解或还原的活性,并且Cr-Sch溶解的过程中,重金属Cr的释放量会随着产物的形成而受到抑制,但二次释放的重金属Cr会发生明显的二次吸附现象。因此在AMD环境中重金属的修复应考虑次生矿物的溶解引起的再分配行为。
关键字
施氏矿物,,重金属,,相转变
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