廢棄礦區(qū)氨氮污染及其空間分布情況研究

摘要：為了對廢棄礦區(qū)的氨氮污染及其空間分布進行分析，研究選取了江西省一座廢棄的稀土礦作為研究區(qū)域，并在該區(qū)域進行土壤和水采樣點的設置。研究對樣品中的氨氮含量進行了測量，采用單因子指數(shù)法來對氨氮污染進行評價，也對該污染的空間分布進行了分析。結(jié)果顯示，土壤樣品氨氮含量最大值為492.8134mg·kg-1，最小值為0.9595mg·kg-1。水樣品氨氮含量的最大值71.54mg·L-1，最小值為0.32mg·L-1。研究區(qū)域積液地及其附近地區(qū)地表水氨氮污染和土壤氨氮污染更加嚴重。

關鍵詞：礦區(qū)氨氮污染分布廢棄

中圖分類號：TD80;X820.3

ResearchonAmmoniaNitrogenPollutionandItsSpatialDistributioninAbandonedMiningAreas

QUZhichaoCAOGengshuo

248GeologicalBrigadeofShandongNuclearIndustry，Qingdao，ShandongProvince，266041China

Abstract：Inordertoanalyzeammonianitrogenpollutionanditsspatialdistributioninabandonedminingareas，thisstudyselectsaabandonedrareearthmineinJiangxiProvinceastheresearcharea，andsetsup?;soilandwatersamplingpointsinthearea.Thestudymeasuresammonianitrogencontentinthesamples，evaluatesammonianitrogenpollutionbythesinglefactorindexmethod，andanalyzesthespatialdistributionofthepollution.Theresultsshowthatthemaximumvalueofammonianitrogencontentinsoilsamplesis492.8134mg·kg-1andtheminimumvalueis0.9595mg·kg-1，themaximumvalueofammonianitrogencontentinwatersamplesis71.54mg·L-1andtheminimumvalueis0.32mg·L-1，andthatammonianitrogenpollutionandsoilammonianitrogenpollutioninaremoresevereinthesurfacewateroftheeffluxaccumulationareaanditssurroundingareasinthestudyarea.

KeyWords：Miningarea;Ammonianitrogen;Pollution;Distribution;Abandon

隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，目前不同行業(yè)對礦產(chǎn)資源的需求仍然是穩(wěn)增不減，特別是稀土礦。稀土資源能夠為國家的發(fā)展提供資源支持，具有埋藏淺易開采的特點[1]。稀土礦常采用池浸和堆浸工藝，然而這些工藝會造成硫酸銨浸礦劑滲漏，從而導致氨氮污染[2]。目前關于廢棄礦區(qū)氨氮污染方面的研究主要涉及土柱實驗模型、土柱試驗淋洗方案等[3]。然而，這些方法也存在一些問題，如淋洗不當便會造成地下水的二次污染、異位淋洗成本高等[4]。為了對廢棄礦區(qū)氨氮污染及其空間分布進行分析，以期在信息上助力廢棄礦區(qū)治理，研究選取了廢棄礦區(qū)的土壤樣品和水樣品，對每一個樣品的氨氮含量進行了檢測，并對樣品中氨氮污染物的超標倍數(shù)進行了計算。

1實驗設置

針對廢棄礦區(qū)氨氮污染與其空間分布問題，研究選取了我國江西省南部地區(qū)某縣某廢棄稀土礦區(qū)作為研究對象。為了對研究區(qū)域廢棄礦區(qū)的氨氮污染情況及其空間分布進行分析，研究通過獲取土壤及水樣品來進行實驗，以對氨氮污染情況進行分析，并對其空間分布進行了解。為了對樣品進行采集，研究采用了判斷布點法，重點關注集液地及其周圍，并將集液地分為Ⅰ號和Ⅱ號。研究分別設置了36個土地和9個水樣的采集點。樣品的獲取深度在0.1m到1m之間。水樣品選取的是地表水樣品。樣品中的氨氮含量分析是通過室內(nèi)實驗來進行。實驗步驟如圖1所示[5]。

從圖1可以看出，檢測土壤樣品中氨氮含量的第一步是對樣品進行預處理；第二步是對樣品進行過篩；第三步是對樣品進行震蕩提取；第四步是先靜置，之后便對樣品提取液進行離心操作；第五步也是先靜置，之后再把上清液轉(zhuǎn)移到消解比色管里；第六步是把氨氮-納氏法試劑放入等待檢測的樣管里；第七步是設置對照組；第八步是靜置10min；第九步是利用水質(zhì)分析儀來對氨氮進行檢測；第十步是判斷是否進行稀釋，若濃度大于檢測范圍，則進行稀釋操作，之后再重新檢測。若濃度小于檢測范圍，則直接讀數(shù)。

水樣品檢測的第一步是進行預處理；第二步是取部分樣品，并將其放到消解比色管里；第三步是在等待檢測的試管中放入氨氮-納氏法試劑；第四步是設置對照組；第五步是先靜置，之后再用水質(zhì)分析儀來對氨氮進行檢測。之后的步驟便和土壤樣品氨氮檢測的步驟一致。

3廢棄礦區(qū)氨氮污染情況及空間分布

為了分析廢棄礦區(qū)的氨氮污染情況和空間分布，研究設立了多個土壤及地表水采樣點，并通過不同采樣點的檢測數(shù)據(jù)來進行分析。不同深度下不同土壤采樣點的氨氮含量如表1所示。

由表1可知，氨氮含量最大值為D10采樣點的492.8134mg·kg-1，最小值為E1采樣點的0.9595mg·kg-1。當深度為0.2m、0.3m和0.4m時，氨氮含量的取值范圍分別為0～22mg·kg-1、0～70mg·kg-1和1～500mg·kg-1。當采樣點分別為0.15m、0.45m、0.5m和0.7m時，其對應的氨氮含量分別為0.9595mg·kg-1、1.7570mg·kg-1、1.6064mg·kg-1和1.8574mg·kg-1。不同水樣品的氨氮含量對比如圖2所示。

由圖2可知，在水樣品中，氨氮含量的最大值為71.54mg·L-1，最小值為0.32mg·L-1。S1～S6采樣點的氨氮含量分別為18.24mg·L-1、12.26mg·L-1、9.16mg·L-1、15.41mg·L-1、10.56mg·L-1和7.99mg·L-1，S8采樣點的氨氮含量為1.18mg·L-1。除雜池、沉淀池和礦區(qū)道路附近的溪流處的水樣品氨氮含量是更高的。氨氮污染物的超標倍數(shù)計算結(jié)果如圖3所示。

由圖3（a）可知，采樣點D10的單項污染超標倍數(shù)最大，為513倍。最小的超標倍數(shù)為1倍，采樣點為E1。由圖3（b）可知，S1到S6采樣點的單項污染超標指數(shù)分別為9.12倍、6.13倍、4.58倍、7.71倍、5.28倍和4.00倍。S8和S9的分別為0.59倍和0.16倍。S7的污染超標指數(shù)為35.77倍。研究區(qū)域集液地及其附近地區(qū)地表水氨氮污染和土壤氨氮污染更加嚴重。

4結(jié)語

為了對廢棄礦區(qū)的氨氮污染及其空間分布進行分析，研究對選取區(qū)域土壤和水樣品中的氨氮含量進行了測量，并對氨氮污染及其空間分布進行了評價和說明。結(jié)果顯示，土壤樣品中氨氮含量最大值為492.8134mg·kg-1，最小值為0.9595mg·kg-1。水樣品中氨氮含量的最大值和最小值分別為71.54mg·L-1和0.32mg·L-1。在氨氮污染物的超標倍數(shù)上，土壤樣品最高的有513倍，水樣品中最大倍數(shù)為35.77倍。集液地自身及其周圍的地表水氨氮污染和土壤氨氮污染更加嚴重。研究設置的采集點有一定局限，未來的研究可以在采集點深度上增大范圍。

參考文獻

[1] 黃健，譚偉，梁曉亮，等.富稀土副礦物的風化特征及其對稀土成礦過程的影響：以廣東仁居離子吸附型稀土礦床為例[J].地球化學，2022，51（6）：684-695.

[2] 陳久昌，姚清霞，邱建民，等.響應曲面法優(yōu)化MgO沉淀離子型稀土礦浸出液工藝[J].中國稀土學報，2020，38（5）：646-654.

[3] 李宇，梁音，曹龍熹，等.離子型稀土礦區(qū)小流域氨氮污染物地表遷移特征[J].土壤，2021，53（6）：1271-1280.

[4] 趙永紅，張濤，成先雄.離子吸附型稀土礦區(qū)土壤與水環(huán)境氨氮污染及防治技術(shù)研究進展[J].稀土，2020，41（1）：1124-132.

[5] 孫志斌，胡振國，劉菲，等.化工裝置周邊土壤及地下水中污染分布特征解析[J].現(xiàn)代地質(zhì)，2020，34（6）：1333-1340.