废弃矿区氨氮污染及其空间分布情况研究

摘要：为了对废弃矿区的氨氮污染及其空间分布进行分析，研究选取了江西省一座废弃的稀土矿作为研究区域，并在该区域进行土壤和水采样点的设置。研究对样品中的氨氮含量进行了测量，采用单因子指数法来对氨氮污染进行评价，也对该污染的空间分布进行了分析。结果显示，土壤样品氨氮含量最大值为492.8134mg·kg-1，最小值为0.9595mg·kg-1。水样品氨氮含量的最大值71.54mg·L-1，最小值为0.32mg·L-1。研究区域积液地及其附近地区地表水氨氮污染和土壤氨氮污染更加严重。

关键词：矿区氨氮污染分布废弃

中图分类号：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

随着社会和经济的发展，目前不同行业对矿产资源的需求仍然是稳增不减，特别是稀土矿。稀土资源能够为国家的发展提供资源支持，具有埋藏浅易开采的特点[1]。稀土矿常采用池浸和堆浸工艺，然而这些工艺会造成硫酸铵浸矿剂渗漏，从而导致氨氮污染[2]。目前关于废弃矿区氨氮污染方面的研究主要涉及土柱实验模型、土柱试验淋洗方案等[3]。然而，这些方法也存在一些问题，如淋洗不当便会造成地下水的二次污染、异位淋洗成本高等[4]。为了对废弃矿区氨氮污染及其空间分布进行分析，以期在信息上助力废弃矿区治理，研究选取了废弃矿区的土壤样品和水样品，对每一个样品的氨氮含量进行了检测，并对样品中氨氮污染物的超标倍数进行了计算。

1实验设置

针对废弃矿区氨氮污染与其空间分布问题，研究选取了我国江西省南部地区某县某废弃稀土矿区作为研究对象。为了对研究区域废弃矿区的氨氮污染情况及其空间分布进行分析，研究通过获取土壤及水样品来进行实验，以对氨氮污染情况进行分析，并对其空间分布进行了解。为了对样品进行采集，研究采用了判断布点法，重点关注集液地及其周围，并将集液地分为Ⅰ号和Ⅱ号。研究分别设置了36个土地和9个水样的采集点。样品的获取深度在0.1m到1m之间。水样品选取的是地表水样品。样品中的氨氮含量分析是通过室内实验来进行。实验步骤如图1所示[5]。

从图1可以看出，检测土壤样品中氨氮含量的第一步是对样品进行预处理；第二步是对样品进行过筛；第三步是对样品进行震荡提取；第四步是先静置，之后便对样品提取液进行离心操作；第五步也是先静置，之后再把上清液转移到消解比色管里；第六步是把氨氮-纳氏法试剂放入等待检测的样管里；第七步是设置对照组；第八步是静置10min；第九步是利用水质分析仪来对氨氮进行检测；第十步是判断是否进行稀释，若浓度大于检测范围，则进行稀释操作，之后再重新检测。若浓度小于检测范围，则直接读数。

水样品检测的第一步是进行预处理；第二步是取部分样品，并将其放到消解比色管里；第三步是在等待检测的试管中放入氨氮-纳氏法试剂；第四步是设置对照组；第五步是先静置，之后再用水质分析仪来对氨氮进行检测。之后的步骤便和土壤样品氨氮检测的步骤一致。

3废弃矿区氨氮污染情况及空间分布

为了分析废弃矿区的氨氮污染情况和空间分布，研究设立了多个土壤及地表水采样点，并通过不同采样点的检测数据来进行分析。不同深度下不同土壤采样点的氨氮含量如表1所示。

由表1可知，氨氮含量最大值为D10采样点的492.8134mg·kg-1，最小值为E1采样点的0.9595mg·kg-1。当深度为0.2m、0.3m和0.4m时，氨氮含量的取值范围分别为0～22mg·kg-1、0～70mg·kg-1和1～500mg·kg-1。当采样点分别为0.15m、0.45m、0.5m和0.7m时，其对应的氨氮含量分别为0.9595mg·kg-1、1.7570mg·kg-1、1.6064mg·kg-1和1.8574mg·kg-1。不同水样品的氨氮含量对比如图2所示。

由图2可知，在水样品中，氨氮含量的最大值为71.54mg·L-1，最小值为0.32mg·L-1。S1～S6采样点的氨氮含量分别为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采样点的氨氮含量为1.18mg·L-1。除杂池、沉淀池和矿区道路附近的溪流处的水样品氨氮含量是更高的。氨氮污染物的超标倍数计算结果如图3所示。

由图3（a）可知，采样点D10的单项污染超标倍数最大，为513倍。最小的超标倍数为1倍，采样点为E1。由图3（b）可知，S1到S6采样点的单项污染超标指数分别为9.12倍、6.13倍、4.58倍、7.71倍、5.28倍和4.00倍。S8和S9的分别为0.59倍和0.16倍。S7的污染超标指数为35.77倍。研究区域集液地及其附近地区地表水氨氮污染和土壤氨氮污染更加严重。

4结语

为了对废弃矿区的氨氮污染及其空间分布进行分析，研究对选取区域土壤和水样品中的氨氮含量进行了测量，并对氨氮污染及其空间分布进行了评价和说明。结果显示，土壤样品中氨氮含量最大值为492.8134mg·kg-1，最小值为0.9595mg·kg-1。水样品中氨氮含量的最大值和最小值分别为71.54mg·L-1和0.32mg·L-1。在氨氮污染物的超标倍数上，土壤样品最高的有513倍，水样品中最大倍数为35.77倍。集液地自身及其周围的地表水氨氮污染和土壤氨氮污染更加严重。研究设置的采集点有一定局限，未来的研究可以在采集点深度上增大范围。

参考文献

[1] 黄健，谭伟，梁晓亮，等.富稀土副矿物的风化特征及其对稀土成矿过程的影响：以广东仁居离子吸附型稀土矿床为例[J].地球化学，2022，51（6）：684-695.

[2] 陈久昌，姚清霞，邱建民，等.响应曲面法优化MgO沉淀离子型稀土矿浸出液工艺[J].中国稀土学报，2020，38（5）：646-654.

[3] 李宇，梁音，曹龙熹，等.离子型稀土矿区小流域氨氮污染物地表迁移特征[J].土壤，2021，53（6）：1271-1280.

[4] 赵永红，张涛，成先雄.离子吸附型稀土矿区土壤与水环境氨氮污染及防治技术研究进展[J].稀土，2020，41（1）：1124-132.

[5] 孙志斌，胡振国，刘菲，等.化工装置周边土壤及地下水中污染分布特征解析[J].现代地质，2020，34（6）：1333-1340.