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广东大宝山AMD中铁离子、次生矿物组合与重金属元素分布的关系探讨

苟习颖  陈炳辉  曹丽娜  李文  张耀  
【摘要】:以广东大宝山尾矿库酸性矿山废水(AMD)的水体及其沉积物为研究对象,在槽对坑、铁龙尾矿库的11个采样点进行采样,对水样进行重金属离子含量测定,对沉积物进行物相分析和形貌观测,以探讨铁离子、次生矿物组合与其他重金属元素分布的关系。结果表明:大宝山AMD水体的总铁(TFe)质量浓度介于0.135 3~5.615 4 mg/L,Fe(Ⅲ)/TFe的比值大多高达90%左右,氧化还原电位(Eh)也多数在400~600 mV,属于高度氧化环境。水体Fe(Ⅲ)含量与pH值呈负相关关系,与Eh值呈正相关关系。槽对坑AMD水体Fe(Ⅲ)含量与Mn、Cu、Pb、Zn含量呈正相关,而与其沉积物的Mn、Pb、Zn、Cu含量具有明显的负相关。AMD沉积物中常见含铁次生矿物以铁羟基氧化物和铁羟基硫酸盐矿物为主,如黄钾铁矾、施威特曼石、针铁矿和其他矾类矿物。黄钾铁矾、针绿矾在pH较低(3.00)、Fe(Ⅲ)含量较高(3.955 mg/L)时形成;施威特曼石在水体pH相对较高(3.00~4.00)、Fe(Ⅲ)含量相对较低(1.610 mg/L)时形成;针铁矿和其他矾类次生矿物在所研究的水体pH(2.58~3.72)和Fe(Ⅲ)(0.1580~4.564 3 mg/L)变化范围内均可以形成。不同pH和铁离子条件形成不同的含铁次生矿物组合,对重金属元素的吸附和共沉淀作用,导致重金属元素在水体及其沉积物的分布差异。

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