硫酸铵对离子型稀土矿区土壤重金属的释放和形态转化影响
2023-01-13谭启海赵永红黄璐万臣杨智周丹
谭启海, 赵永红,b, 黄璐, 万臣, 杨智, 周丹*,b
(江西理工大学,a.资源与环境工程学院;b.江西省矿冶环境污染控制重点实验室,江西 赣州 341000)
离子型稀土是我国重要的战略资源[1-2],由于稀土元素以水合离子态吸附在矿物上,常采用(NH4)2SO4作为浸矿剂,通过浸出的方式进行稀土资源的开采[3-5]。多年的资源开发导致大量浸矿剂残留于矿体和尾砂堆场,在降雨淋溶后浸矿剂以渗流和地表径流等方式在矿区土壤、地表水和地下水中迁移扩散[6-7],导致区域性的氨氮污染严重[8]。已有研究表明,外源氨氮在土壤中水解产生H+会导致土壤酸化[9-10]。酸化土壤中的盐基离子K+、Na+、Mg2+和Ca2+流失,使得CEC下降。土壤酸化是引起重金属形态变化和其生物有效性增加的重要因素。
目前,关于离子型稀土矿区土壤重金属迁移转化规律的研究表明,残留硫酸铵通过改变土壤pH来影响重金属释放和形态转化,土壤pH降低,重金属的碳酸盐结合态被活化释放。已有研究发现碳酸盐结合态Pb在硫酸铵影响下转化为可交换态[11-12]。LIU等研究发现离子型稀土矿区土壤中Mn,受硫酸铵残留影响,Mn的可还原态占比下降,残渣态增加[13]。在浸矿中硫酸铵浸矿液的pH变化也会影响土壤中重金属形态,TANG等通过研究发现硫酸铵浸矿剂pH的变化将直接影响Pb的弱酸态和可还原态,在浸矿剂pH为3时,土壤中Pb的弱酸态将约有96%的含量解吸到浸出液中向下迁移,可还原态则沿着浸出液的迁移方向在土壤中富集[4]。陈陵康等通过模拟浸矿实验得出Pb、Zn和Cu的迁移和析出规律,受硫酸铵影响重金属均以弱酸态和可氧化态在土壤中发生迁移和释放,迁移能力大小顺序为Pb>Zn>Cu[14]。……
