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离子吸附型稀土矿区水体硝酸盐分布、来源及其转化过程:以江西足洞稀土矿为例
1
作者
韦春伊
余圣品
+7 位作者
白细民
刘海燕
王振
葛勤
陈功新
周仲魁
孙占学
郭华明
《地学前缘》
北大核心
2026年第1期121-134,共14页
离子吸附型稀土矿开采导致矿区水土环境遭受严重的氮污染,但矿山排水影响下水体中硝酸盐(NO_(3)^(-)-N)的分布、迁移转化过程及污染来源仍缺乏系统研究。以江西赣南足洞离子吸附型稀土矿区下游地表水和地下水为研究对象,结合水化学分析...
离子吸附型稀土矿开采导致矿区水土环境遭受严重的氮污染,但矿山排水影响下水体中硝酸盐(NO_(3)^(-)-N)的分布、迁移转化过程及污染来源仍缺乏系统研究。以江西赣南足洞离子吸附型稀土矿区下游地表水和地下水为研究对象,结合水化学分析及多同位素技术(δ^(18)O-H_(2)O、δ^(15)N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)),研究了水体中NO_(3)^(-)-N来源及转化过程,并借助MixSIAR模型定量评估了各污染源的贡献率。结果表明,区内水体呈弱酸性、低矿化度特征,地表水以SO 4-Ca型为主,80%地下水为HCO_(3)-Ca型;地表水的总氮(TN)及NO_(3)^(-)-N、氨氮(NH_(4)^(+)-N)浓度显著高于地下水,表明其氮污染与采矿活动密切相关。空间上,氮来源与开矿使用高氨氮卤水密切相关,矿山开采活动对地表水氮污染影响显著。土地利用类型分布表明,地表水和地下水氮的来源不同,地表水氮源主要是林地中的矿山排水,而地下水氮主要来源于耕地上的农业活动。δ^(18)O-H_(2)O、δ^(15)N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)同位素组成特征及其分馏系数分析表明,地表水和地下水均以硝化作用为主。利用δ^(15)N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)及其重建值进行端元分析显示,SW1的NO_(3)^(-)-N主要来源于铵态氮,即采矿活动排出的高NH_(4)^(+)-N水;SW2受到采矿和农业活动的共同影响,其来源包括铵态氮、土壤氮和污水粪肥,GW主要来源于土壤氮和污水粪肥。MixSIAR定量结果表明,矿山排水对靠近开采区的地表水(即SW1)的NO_(3)^(-)-N贡献率平均值超过50%,其中65%~94%NO_(3)^(-)-N来源于矿山排水中原生NO_(3)^(-)-N的直接贡献,而在远离开采区的地表水中(即SW2),矿山排水的NO_(3)^(-)-N贡献值递减至约30%。不确定性分析UI 90显示,大气降水的贡献率最为稳定,矿山排水、粪肥污水和土壤氮的贡献率存在较大的变异性。本研究揭示了离子吸附型稀土矿区硝酸盐污染的形成机制,为矿区氮污染的精准管控提供了科学依据。
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关键词
稀土矿
氮污染
硝化作用
贝叶斯同位素混合模型
分异富集
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职称材料
庐山温泉降氟提质效果与机理研究
2
作者
谢思蕾
张博
+3 位作者
宣铿
李南林
丁燕
高柏
《水处理技术》
CAS
北大核心
2025年第1期53-58,共6页
经济高效降氟并保留有益组分是含氟温泉水提质为安全饮用水亟待解决的难题。以庐山温泉水为研究对象,采用食品级碱式碳酸镁(FGBMC)作为降氟剂,研究碳酸镁吸附温泉水中氟的机理与效果,以及振荡时间、投加量、振荡频率等主控因素对降氟效...
经济高效降氟并保留有益组分是含氟温泉水提质为安全饮用水亟待解决的难题。以庐山温泉水为研究对象,采用食品级碱式碳酸镁(FGBMC)作为降氟剂,研究碳酸镁吸附温泉水中氟的机理与效果,以及振荡时间、投加量、振荡频率等主控因素对降氟效果及水质的影响。结果表明:FGBMC降氟效果显著,安全性高,能有效保留水体的有益组分。最佳方案为FGBMC投加量1.9 g、温泉水30 mL、T=25℃、在100 r/min的振荡条件下振荡60 min、随后静置30 min,F^(-)符合医疗价值浓度(>1.0 mg/L)和饮用天然矿泉水标准(<1.5 mg/L);有益组分H_(2)SiO_(3)、Sr、Li浓度符合饮用天然矿泉水的标准,降氟提质效果良好;FGBMC对F^(-)的吸附过程符合准一级、准二级动力学模型,吸附过程属于物理-化学吸附;表征结果表明,F^(-)与FGBMC表面之间存在离子交换反应和络合反应;模拟结果表明,有益组分F、Li主要以F^(-)、Li^(+)形态存在,Si以SiO_(2)、HSiO_(3)^(-)、NaHSiO_(3)形态为主,Sr以Sr^(2+)、SrCO_(3)、SrSO_(4)形态为主,pH值变化会引起Si、Sr主要形态转化。
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关键词
食品级碱式碳酸镁
庐山温泉
氟
有益组分
吸附机理
矿泉水
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职称材料
题名
离子吸附型稀土矿区水体硝酸盐分布、来源及其转化过程:以江西足洞稀土矿为例
1
作者
韦春伊
余圣品
白细民
刘海燕
王振
葛勤
陈功新
周仲魁
孙占学
郭华明
机构
东华
理
工
大学
核
资源与
环境
国家
重点
实验室
东华理工大学水资源与环境工程学院地下水污染成因与修复江西省重点实验室
江西省
地质局水文地质大队
江西省
勘察设计研究院有限公司南昌市水文地质与优质
地下
水资源
开发利用
重点
实验室
中国地质
大学
(北京)
水资源
与
环境
学院
出处
《地学前缘》
北大核心
2026年第1期121-134,共14页
基金
国家自然科学基金项目(42262029,42302284)
江西省自然科学基金项目(20232BAB203066,20232BAB213068)
+2 种基金
江西省重点研发计划项目(20212BBG71011)
南昌市水文地质与优质地下水资源开发利用重点实验室开放课题(20252B21)
东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室开放基金(2022RGET15)。
文摘
离子吸附型稀土矿开采导致矿区水土环境遭受严重的氮污染,但矿山排水影响下水体中硝酸盐(NO_(3)^(-)-N)的分布、迁移转化过程及污染来源仍缺乏系统研究。以江西赣南足洞离子吸附型稀土矿区下游地表水和地下水为研究对象,结合水化学分析及多同位素技术(δ^(18)O-H_(2)O、δ^(15)N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)),研究了水体中NO_(3)^(-)-N来源及转化过程,并借助MixSIAR模型定量评估了各污染源的贡献率。结果表明,区内水体呈弱酸性、低矿化度特征,地表水以SO 4-Ca型为主,80%地下水为HCO_(3)-Ca型;地表水的总氮(TN)及NO_(3)^(-)-N、氨氮(NH_(4)^(+)-N)浓度显著高于地下水,表明其氮污染与采矿活动密切相关。空间上,氮来源与开矿使用高氨氮卤水密切相关,矿山开采活动对地表水氮污染影响显著。土地利用类型分布表明,地表水和地下水氮的来源不同,地表水氮源主要是林地中的矿山排水,而地下水氮主要来源于耕地上的农业活动。δ^(18)O-H_(2)O、δ^(15)N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)同位素组成特征及其分馏系数分析表明,地表水和地下水均以硝化作用为主。利用δ^(15)N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)及其重建值进行端元分析显示,SW1的NO_(3)^(-)-N主要来源于铵态氮,即采矿活动排出的高NH_(4)^(+)-N水;SW2受到采矿和农业活动的共同影响,其来源包括铵态氮、土壤氮和污水粪肥,GW主要来源于土壤氮和污水粪肥。MixSIAR定量结果表明,矿山排水对靠近开采区的地表水(即SW1)的NO_(3)^(-)-N贡献率平均值超过50%,其中65%~94%NO_(3)^(-)-N来源于矿山排水中原生NO_(3)^(-)-N的直接贡献,而在远离开采区的地表水中(即SW2),矿山排水的NO_(3)^(-)-N贡献值递减至约30%。不确定性分析UI 90显示,大气降水的贡献率最为稳定,矿山排水、粪肥污水和土壤氮的贡献率存在较大的变异性。本研究揭示了离子吸附型稀土矿区硝酸盐污染的形成机制,为矿区氮污染的精准管控提供了科学依据。
关键词
稀土矿
氮污染
硝化作用
贝叶斯同位素混合模型
分异富集
Keywords
rare earth mine
nitrogen pollution
nitrification
Bayesian isotope mixture model
fractionation and enrichment
分类号
P641.12 [天文地球—地质矿产勘探]
P641.3 [天文地球—地质矿产勘探]
X523 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
庐山温泉降氟提质效果与机理研究
2
作者
谢思蕾
张博
宣铿
李南林
丁燕
高柏
机构
东华
理
工
大学
水资源
与环境工程
学院
星子庐山温泉水有限公司
出处
《水处理技术》
CAS
北大核心
2025年第1期53-58,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(42272301)
九江市科技计划项目(S2021ZDYFG090)。
文摘
经济高效降氟并保留有益组分是含氟温泉水提质为安全饮用水亟待解决的难题。以庐山温泉水为研究对象,采用食品级碱式碳酸镁(FGBMC)作为降氟剂,研究碳酸镁吸附温泉水中氟的机理与效果,以及振荡时间、投加量、振荡频率等主控因素对降氟效果及水质的影响。结果表明:FGBMC降氟效果显著,安全性高,能有效保留水体的有益组分。最佳方案为FGBMC投加量1.9 g、温泉水30 mL、T=25℃、在100 r/min的振荡条件下振荡60 min、随后静置30 min,F^(-)符合医疗价值浓度(>1.0 mg/L)和饮用天然矿泉水标准(<1.5 mg/L);有益组分H_(2)SiO_(3)、Sr、Li浓度符合饮用天然矿泉水的标准,降氟提质效果良好;FGBMC对F^(-)的吸附过程符合准一级、准二级动力学模型,吸附过程属于物理-化学吸附;表征结果表明,F^(-)与FGBMC表面之间存在离子交换反应和络合反应;模拟结果表明,有益组分F、Li主要以F^(-)、Li^(+)形态存在,Si以SiO_(2)、HSiO_(3)^(-)、NaHSiO_(3)形态为主,Sr以Sr^(2+)、SrCO_(3)、SrSO_(4)形态为主,pH值变化会引起Si、Sr主要形态转化。
关键词
食品级碱式碳酸镁
庐山温泉
氟
有益组分
吸附机理
矿泉水
Keywords
Food grade basic magnesium carbonate(FGBMC)
Lushan Hot spring
Fluorine
beneficial components
adsorption property
mineral water
分类号
TU991.25 [建筑科学—市政工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
离子吸附型稀土矿区水体硝酸盐分布、来源及其转化过程:以江西足洞稀土矿为例
韦春伊
余圣品
白细民
刘海燕
王振
葛勤
陈功新
周仲魁
孙占学
郭华明
《地学前缘》
北大核心
2026
0
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职称材料
2
庐山温泉降氟提质效果与机理研究
谢思蕾
张博
宣铿
李南林
丁燕
高柏
《水处理技术》
CAS
北大核心
2025
0
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职称材料
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