灰岩基缓释材料原位注入修复酸性矿山废水模拟研究

摘要

我国岩溶区分布面积广,生态环境脆弱。岩溶区大量矿山开采活动产生的酸性矿山废水(AMD)严重威胁着区域生态环境安全。以岩溶区广泛分布的碳酸盐岩和玉米棒(生物质炭)等为原料,通过改性、造粒、覆膜的方式制备了一种可用于原位注入修复的碱基缓释材料(ASRM),并在室内模拟开展了丰水和枯水交替作用下的原位注入修复实验,以验证和查明ASRM原位修复酸性矿井废水中重金属的能力及去除机制。研究结果表明,碱基缓释材料(ASRM)可有效提高水体pH值,酸性矿山废水(AMD)修复后pH值从2.8提高到5~7,并对Fe^(2+),Mn^(2+),Zn^(2+),Cu^(2+),Cd^(2+),Pb^(2+)和Cr^(3+)等多种有害重金属有良好去除效果。XRD和SEM分析证明,反应沉淀物主要以FeOOH的形式存在。重金属的去除机制主要包括:①部分金属离子被以反应产生的氢氧化物等沉淀的形式去除;②反应体系产生的大量FeOOH可以吸附去除重金属。本模拟实验研究为利用缓释材料原位高效处理岩溶山区矿山AMD提供了可靠的理论和技术依据。