廢棄礦區氨氮污染及其空間分布情況研究

摘要：為了對廢棄礦區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域，并在該區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。研究區域積液地及其附近地區地表水氨氮污染和土壤氨氮污染更加嚴重。

關鍵詞：礦區氨氮污染分布廢棄

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

隨著社會和經濟的發展，目前不同行業對礦產資源的需求仍然是穩增不減，特別是稀土礦。稀土資源能夠為國家的發展提供資源支持，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治理，研究選取了廢棄礦區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進行了計算。

1實驗設置

針對廢棄礦區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某縣某廢棄稀土礦區作為研究對象。為了對研究區域廢棄礦區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??；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。

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廢棄礦區氨氮污染情況及空間分布

為了分析廢棄礦區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據來進行分析。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計算結果如圖3所示。

由圖3（a）可知，采樣點D10的單項污染超標倍數最大，為513倍。最小的超標倍數為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的污染超標指數為35.77倍。研究區域集液地及其附近地區地表水氨氮污染和土壤氨氮污染更加嚴重。

4結語

為了對廢棄礦區的氨氮污染及其空間分布進行分析，研究對選取區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上，土壤樣品最高的有513倍，水樣品中最大倍數為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土壤與水環境氨氮污染及防治技術研究進展[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].現代地質，2020，34（6）：1333-1340.