关键词:
酸性矿山排水
稀土元素
异常富集
相山铀矿田
人为活动
摘要:
酸性矿山排水(AMD)因化学毒性和生态环境危害受到世界广泛关注。本文以相山铀矿尾矿排水及其下游沉积物为研究对象,沿矿山排水排泄方向采集了22个AMD和31个沉积物样品,通过室内室外试验综合分析,探究了AMD和沉积物中稀土元素(REEs)的含量和分异特征及其控制因素。研究表明,AMD的pH为3.65~6.24(平均值4.51),水化学类型为单一的SO_(4)^(2-)Ca型水,REEs浓度总量(ΣREEs)为0.41~191.23μg/L(平均值80.32μg/L),pH值与ΣREEs浓度呈负相关关系,是控制REEs浓度的重要因素;PHREEQC模拟显示,水中REEs以SO_(4)^(2-)络合态和自由态为主(>99%);上陆壳(UCC)归一化结果显示,水样呈重稀土元素(HREEs)相对于轻稀土元素(LREEs)富集,Ce负异常。沉积物ΣREEs含量为170.58~1259.18μg/g,随深度增加,ΣREEs含量逐渐递减;浅层沉积物具有与水样相似的HREEs富集归一化模式;尾矿内沉积物HREEs富集程度比下游沉积物更加显著;尾矿库下游沉积物随采样深度的增加,HREEs富集程度逐渐减弱,最后演变成平坦型或LREEs归一化模式。沉积物硫酸(1∶40)酸浸试验结果显示,浸出液REEs归一化模式与酸性排水相似,为HREEs富集。指示在矿山酸水形成过程中,HREEs优先于LREEs进入水体中,浅层沉积物继承了矿山酸水REEs含量特性。但是,REEs由表层往深部迁移的过程中发生了分异,HREEs相对于LREEs优先迁移,导致沉积物REEs分布模式在垂向上具有明显的演化趋势。本研究成果对铀矿山环境演化及水土污染防治具有重要意义。