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酸性矿山废水灌溉对稻田土壤铁碳的影响及微生物群落结构响应

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中国环境科学 2025年

作者：刘健牛少勋黄恩惠刘振聪李晓飞吴小莲柯常栋包艳萍佛山大学环境与化工学院生态环境部华南环境科学研究所广东省水与大气污染防治重点实验室

以广东大宝山矿区酸性矿山废水（AMD）长期灌溉的稻田土壤为研究对象进行铁形态及铁碳结合特征分析，结合高通量测序技术，揭示AMD灌溉铁输入对稻田土壤有机碳固定的影响及微生物群落结构响应。结果表明：①AMD灌溉导致稻田土壤酸化，... 详细信息

以广东大宝山矿区酸性矿山废水（AMD）长期灌溉的稻田土壤为研究对象进行铁形态及铁碳结合特征分析，结合高通量测序技术，揭示AMD灌溉铁输入对稻田土壤有机碳固定的影响及微生物群落结构响应。结果表明：①AMD灌溉导致稻田土壤酸化，铁硫元素及重金属在土壤中积累，土壤总有机碳（TOC）与总铁（TFe）、铁结合态有机碳(OCFe)呈极显著正相关。②AMD灌溉导致土壤微生物丰度和多样性降低，AMD污染土壤Geobacter相对丰度下降，形成了以耐酸的铁硫代谢菌Thiobacillus和Sulfurifustis等为主要优势属的微生物群落结构。③RDA分析表明影响稻田土壤微生物群落结构组成的主要环境因子为络合态铁(Fep)、TOC和TFe。研究显示，AMD灌溉引入的铁有利于稻田土壤有机碳的保存，同时AMD灌溉导致稻田土壤形成了与污染程度、铁碳形态及含量紧密相关联的微生物群落结构。本研究为理解外源铁输入对土壤有机碳固定的影响提供参考。

关键词：稻田土壤酸性矿山废水微生物群落结构活性铁有机碳

龙葵对典型酸性矿山废水重金属的处理效果研究

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环境工程技术学报 2025年第1期15卷 268-278页

作者：李振飞李书钦童立志李继宁雷蕾南京师范大学环境学院生态环境部华南环境科学研究所中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司广东省科学院生态环境与土壤研究所华南土壤污染控制与修复国家地方联合工程研究中心广东省农业环境综合治理重点实验室

酸性矿山废水(AMD)的pH低、重金属浓度高,是矿区生态环境的一大威胁。开展高效、可持续、环保、低成本的AMD处理技术研究十分必要。以硫铁矿(PR)和银铅矿(SL)2种典型强酸性AMD(PR-AMD、SL-AMD)为研究对象,设计龙葵(Solanum nigrum L.)... 详细信息

酸性矿山废水(AMD)的pH低、重金属浓度高,是矿区生态环境的一大威胁。开展高效、可持续、环保、低成本的AMD处理技术研究十分必要。以硫铁矿(PR)和银铅矿(SL)2种典型强酸性AMD(PR-AMD、SL-AMD)为研究对象,设计龙葵(Solanum nigrum L.)吸收模拟试验对AMD进行处理。通过投加氢氧化钠调节2种AMD的pH为5和7后(PR-pH5、PRpH7和SL-pH5、SL-pH7),进一步利用龙葵水培试验对重金属进行净化处理。结果表明:PR-AMD中铁和硫酸根浓度较高,但重金属污染程度较低,而SL-AMD中存在以Cd、Zn和Cu为主的多金属复合污染。2种AMD的pH调整为5后更有利于龙葵的生长,但龙葵对重金属的吸收能力受到AMD组分的显著影响。龙葵对SL-AMD中的Cd具有较高的富集和地上转移能力,但对PR-AMD中的Cd吸收后主要富集在根部。除了SL-pH5处理组水中的Cd和Zn外,其他处理组中重金属的浓度均显著低于GB 8978—1996《污水综合排放标准》中标准限值。PR-AMD中Cd的去除主要是通过龙葵吸收作用,其他重金属(Pb、Zn、Cu和As)主要通过中和沉淀作用从水中去除;而SL-AMD中重金属去除原因主要为中和沉淀作用。上述结果表明碱性中和复合龙葵深度净化方法对AMD的修复具有一定应用前景。

关键词：酸性矿山废水碱性中和龙葵吸收重金属

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预氧化酸性矿山废水制备硫酸亚铁镁

工业水处理 2025年第1期45卷 146-152页

作者：谭东东聂光华邓强贵州大学矿业学院贵州贵阳550025 贵州省地质矿产中心试验室贵州贵阳550025

采矿过程中产生的预氧化酸性矿山废水(AMD)具有一定酸度,含有大量金属离子和硫酸盐,传统石灰中和法不仅污染环境,而且会造成资源浪费。采用纳滤—还原—真空浓缩—结晶的工艺处理预氧化AMD,并制备硫酸亚铁镁结晶产品。考察了纳滤膜对不... 详细信息

采矿过程中产生的预氧化酸性矿山废水(AMD)具有一定酸度,含有大量金属离子和硫酸盐,传统石灰中和法不仅污染环境,而且会造成资源浪费。采用纳滤—还原—真空浓缩—结晶的工艺处理预氧化AMD,并制备硫酸亚铁镁结晶产品。考察了纳滤膜对不同金属离子的截留率,探究了硫酸亚铁镁制备过程中还原条件对纳滤浓液中Fe^(3+)还原效果的影响以及结晶条件对晶体纯度和产率的影响,并优化了工艺条件。结果表明:纳滤对所有金属离子的截留率均达到93%以上,且对铁镁的截留率达到98%;当还原反应体系pH为1.0,温度为35℃,反应时间为40 min时,纳滤浓液中Fe^(3+)还原效果最佳;结晶母液浓缩比例为1∶2,结晶温度为35℃,搅拌速率为240 r/min时,母液中铁、镁回收率最佳,分别为31.31%、13.48%,产品纯度能达到98%以上;晶体结构分析证实制得的产品为硫酸亚铁镁。相比传统石灰中和法,该组合工艺不仅可实现预氧化AMD处理,而且可实现硫酸亚铁镁的资源回收。

关键词：酸性矿山废水硫酸亚铁镁资源化利用结晶

原位Fenton耦合微纳米气泡降解酸性矿山废水有机物特性研究

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安全与环境学报 2025年第2期25卷 706-713页

作者：杨超李福星杨丽静武栋平杨亮亮李丹卜显忠西安建筑科技大学资源工程学院西安710055

针对酸性矿山废水(Acid Mine Drainage,AMD)中有机物威胁生态环境的问题,研究基于AMD自身呈酸性和Fe^(2+)含量高的特点,仅在外加H_(2)O_(2)和微纳米气泡(Micro Nano Bubbles,MNBs)的条件下构建原位Fenton耦合MNBs(FT+MNBs)反应体系,以处理AMD中的有机物。此外,对反应时间、Fe^(2+)与H2O_(2)物质的量比、pH值、进气流量等操作条件进行优化,并探究体系对有机物的去除效果及机理。结果显示:当反应时间为15 min,Fe^(2+)与H_(2)O_(2)物质的量比为1∶7,pH值为4,进气流量为60 mL/min时,原位FT+MNBs对AMD中总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)的去除率为66.03%。通过机理分析可知,原位Fenton耦合MNBs体系对类溶解性微生物代谢产物的降解效果明显优于单独原位FT和单独MNBs,原因在于原位Fenton耦合MNBs体系可以产生更多的·OH,并将有机物中的C—C、C—H、C—N以及C—O键断裂,增加C—O、O—CO等含氧官能团含量,进而将其进一步分解后矿化为CO_(2)和H_(2)O后去除。

关键词：环境工程学芬顿微纳米气泡酸性矿山废水有机物

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碱改性污泥生物炭去除酸性矿山废水中的Cd(Ⅱ)

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矿冶 2025年第1期34卷 124-134页

作者：杨江峰许良全李子建张华周记名卢许佳中交二公局第三工程有限公司西安710016 中国建筑第八工程局有限公司上海200135 中铁二十二局集团有限公司北京100043 中铁三局集团桥隧工程有限公司成都610000 中国土木工程集团有限公司北京100038 中国水利水电第七工程局有限公司成都611730

采用NaOH溶液对原始污泥生物炭(SBC)进行改性,制备改性污泥生物炭(NSBC),并将其用于去除酸性矿山废水中的Cd(Ⅱ)。通过批量吸附试验,研究了溶液初始pH值、共存离子、吸附时间及初始浓度对Cd(Ⅱ)去除的影响,并探讨了去除Cd(Ⅱ)的潜在机... 详细信息

采用NaOH溶液对原始污泥生物炭(SBC)进行改性,制备改性污泥生物炭(NSBC),并将其用于去除酸性矿山废水中的Cd(Ⅱ)。通过批量吸附试验,研究了溶液初始pH值、共存离子、吸附时间及初始浓度对Cd(Ⅱ)去除的影响,并探讨了去除Cd(Ⅱ)的潜在机理。结果表明,与原始污泥生物炭(SBC)相比,碱改性后的污泥生物炭(NSBC)表面多孔且含氧基团数量增加。NSBC在溶液pH值为4.0~7.0时对Cd(Ⅱ)的去除率保持在95%以上,且具有较强的抗离子干扰能力。SBC和NSBC对Cd(Ⅱ)的去除行为符合拟二级动力学模型和Langmuir模型。在投加量为0.5 g·L^(-1)、溶液pH值为4.0、温度为25℃的条件下,SBC和NSBC对Cd(Ⅱ)的饱和吸附量分别为67.44 mg·g^(-1)和196.62 mg·g^(-1)。NSBC对Cd(Ⅱ)的去除机理包括含氧基团的络合、矿物的溶解-沉淀及静电作用。

关键词：生物炭 NaOH改性 Cd(Ⅱ) 酸性矿山废水吸附性能潜在机理

基于生物炭调控的生物法治理酸性矿山废水的研究进展

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有色金属(矿山部分) 2025年第2期77卷 204-212页

作者：李振国周俊刘奋武毕文龙山西农业大学资源环境学院环境工程实验室南京工业大学生物与制药工程学院

酸性矿山废水（Acid Mine Drainage,AMD）具有重金属、硫酸根、Fe离子含量高和酸度高等特点，其对环境造成的危害不可忽视。传统治理AMD的物理、化学和生物方法已被广泛研究应用，且均有一定的效果。然而，单一的治理方法在应用时存在... 详细信息

酸性矿山废水（Acid Mine Drainage,AMD）具有重金属、硫酸根、Fe离子含量高和酸度高等特点，其对环境造成的危害不可忽视。传统治理AMD的物理、化学和生物方法已被广泛研究应用，且均有一定的效果。然而，单一的治理方法在应用时存在着效率低或二次污染等问题。在生物方法中，细菌和藻类的应用都被确定为AMD的有效治理方法，然而有关于生物炭与细菌和藻类联用的研究相对较少。本研究首先概述了AMD的形成及危害，最后综述了将生物炭分别与细菌、藻类结合治理AMD的效果。多数研究表明，生物炭发达的孔隙结构和较好的吸附能力为联合微生物应用提供了良好基础。目前，在国内外有关治理AMD的研究中，还未发现将生物炭-细菌-藻类三者联合治理AMD的研究。因此，基于生物炭、细菌和藻类在单独治理AMD时的优异性能，它们三者之间的潜在协同作用值得深入研究。

关键词：酸性矿山废水重金属生物炭氧化亚铁硫杆菌硫酸盐还原菌微藻生物固定

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酸性矿山废水区域沉积物中嗜酸菌多样性研究

环境科学 2006年第11期27卷 2255-2260页

作者：郝春博张洪勋白志辉张保国张徐祥中国科学院生态环境研究中心环境生物技术室北京100085 南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室南京210093

采集了酸性矿山废水区域酸性沉积物样品,运用16S rDNA克隆文库技术和变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术,研究了沉积物中的嗜酸菌类群以及它们的群落结构.结果表明,沉积物中的嗜酸菌类型较新,大多数16S rDNA序列与已知序列的相似性均在97%以下... 详细信息

采集了酸性矿山废水区域酸性沉积物样品,运用16S rDNA克隆文库技术和变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术,研究了沉积物中的嗜酸菌类群以及它们的群落结构.结果表明,沉积物中的嗜酸菌类型较新,大多数16S rDNA序列与已知序列的相似性均在97%以下.这些嗜酸菌主要为Acidobacteria,β/-γProteobacteria,-δProteobacteria,Nitrospira,Candidate Division TM7,low G+C Gram-positive类微生物.在这一酸性生态系统中,-δProteobacteria类细菌占据主导地位.对酸性沉积物中嗜酸菌多样性的研究有利于发现高效处理酸性矿山废水的方法.

关键词：酸性矿山废水沉积物嗜酸菌 16S rDNA 变性梯度凝胶电泳

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酸性矿山废水中锌铁锰的分离及回收

中南大学学报（自然科学版） 2011年第7期42卷 1858-1864页

作者：郑雅杰彭映林乐红春李长虹中南大学冶金科学与工程学院湖南长沙410083 中南大学云浮研究院广东云浮527300

采用机械活化硫精矿吸附,氧化沉淀以及氢氧化钠沉淀处理酸性矿山废水,使废水中锌、铁、锰得到分离与回收。当酸性矿山废水pH为1.83,锌、铁和锰质量浓度分别为150,2 900和315 mg/L时,在10 L酸性矿山废水中加入活化硫精矿975 g,反应20 min... 详细信息

采用机械活化硫精矿吸附,氧化沉淀以及氢氧化钠沉淀处理酸性矿山废水,使废水中锌、铁、锰得到分离与回收。当酸性矿山废水pH为1.83,锌、铁和锰质量浓度分别为150,2 900和315 mg/L时,在10 L酸性矿山废水中加入活化硫精矿975 g,反应20 min后,锌残留质量浓度为1.33 mg/L,锌去除率达到99.08%。废水经除锌后,取10 L废水,当废水pH为6.92,空气流量为500 mL/min,反应时间为2.5 h时,铁和锰残留质量浓度分别为97.96和290.55 mg/L,铁、锰去除率分别为98.28%和18.45%。XRD分析表明:氧化沉淀渣为Fe3O4和α-FeOOH,渣中铁含量为52.73%;废水经除铁后用氢氧化钠溶液调节pH至11.01,反应时间为30 min时,废水中锰残留质量浓度为1.15 mg/L,所得锰渣锰含量达到34.47%;除锰废水经硫酸调节pH为7后达GB 8978—1996排放标准。

关键词：酸性矿山废水硫精矿锌铁锰

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酸性矿山废水对沉积物真核微生物群落的影响

中国环境科学 2019年第12期39卷 5285-5292页

作者：刘帆张晓辉唐宋王茂刘红玲南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室江苏南京210023 中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所北京100021 中山大学公共卫生学院广东广州510080

对受酸性矿山废水污染的横石河上游到下游水体和沉积物中理化参数以及沉积物中真核微生物的多样性进行系统调查,使用斯皮尔曼相关性分析和典范对应分析(CCA)甄别真核微生物群落的主要环境胁迫因子.结果表明:横石河中真核微生物优势种群... 详细信息

对受酸性矿山废水污染的横石河上游到下游水体和沉积物中理化参数以及沉积物中真核微生物的多样性进行系统调查,使用斯皮尔曼相关性分析和典范对应分析(CCA)甄别真核微生物群落的主要环境胁迫因子.结果表明:横石河中真核微生物优势种群为真菌门(Fungi)(4.51%~86.69%)、绿藻门(Chlorophyta)(0.61%~77.36%)和纤毛虫门(Ciliophora)(0.81%~34.91%).沉积物中真核微生物群落Alpha多样性随酸性矿山废水污染梯度降低而逐渐升高.与原核微生物群落不同,酸性矿山废水环境沉积物中真核微生物群落结构的变化主要受硫酸根和电导率的影响.

关键词：酸性矿山废水真核微生物硫酸根电导率下一代测序