在废弃煤矿排水的水-固体-气体相互作用中对双源铁的释放进行实验和建模调查
Lai Zhou1,2, Tao Ye3,4, Shuangshuang Zheng3,4
1Engineering Research Center of Ministry of Education for Mine Ecological Restoration, Xuzhou, 221116, China. zhoulai99@cumt.edu.cn.
Environmental geochemistry and health
|August 27, 2023
概括
废弃的矿山造成钢铁和铁矿石的双重铁污染,导致酸性矿井排水. 控制温度低于25°C和pH值高于3.5有效减少铁的释放.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 地质化学 地质化学
- 采矿工程 采矿工程 采矿工程
背景情况:
- 废弃的矿山由于钢铁部件和含铁矿物质的铁污染,造成环境风险.
- 矿井地下水中的这种双源系统有助于酸性矿井排水和长期的铁释放.
- 了解钢铁和矿物之间的相互作用对于管理矿山水质量至关重要.
研究的目的:
- 调查废弃矿山中双源污染系统 (钢铁和铁矿石) 中的铁释放机制.
- 量化铁的释放率,并确定主要的来源.
- 确定抑制铁释放和减轻环境风险的有效策略.
主要方法:
- 进行水化实验以模拟铁释放过程.
- 进行电化学实验以阐明反应机制.
- 利用PHREEQC套件进行长期水地化学反应的数值建模.
- 量化了双源铁污染排放率的比率.
主要成果:
- 双源系统,包括含铁矿物质 (铁矿石) 和钢螺栓,相互增强铁释放.
- 计算的年铁释放率按照以下顺序进行:双源 > 钢螺栓 > 铁矿石.
- 由于持续的铁排放,矿井水预计将长期保持酸性.
- 数字建模确定了抑制铁释放的最佳条件.
结论:
- 保持环境温度低于25°C和pH值高于3.5是有效的措施,可以显著降低铁的释放率.
- 双源系统中的协同效应需要废弃矿场的综合管理策略.
- 这项研究为矿业受影响地区的修复和长期环境管理提供了关键的见解.
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