离子型稀土矿区土壤氮化物污染机理

离子型稀土浸矿开采过程中，因大量使用硫酸铵作浸矿剂，造成土壤中氮化物累积，引发矿区土壤及水体氮化物严重污染，危害了矿区土壤及水体生态安全与环境可持续发展。本书以赣州龙南足洞稀土矿区土壤为研究对象，采取科学划定稀土矿区、土壤甄别与采样与分析、实验室土壤柱模拟试验等相结合的研究方法，对其土壤中氮化物迁移与转化机理进行系统研究。研究内容包括稀土矿区土壤中稀土元素种类、含量及分布；氮化物的形态、含量与分布；氮化物的迁移规律及转化；稀土元素对氮化物分布、迁移与转化的影响因素及交互作用；氮化物污染对稀土矿区环境影响效应等。课题研究旨在研究土壤中稀土元素与氮化物的相互影响与交互作业，揭示氮化物在特殊土壤中的迁移规律及转化机理，形成较完整的离子型稀土矿区土壤中氮化物迁移规律与转化机理理论，对离子型稀土高效合理均衡开采、稀土矿区土壤生态保护与可持续发展、土壤氮化物污染防治与土壤复垦以及研究无氨技术开采稀土意义深远。

刘祖文，教授。现任江西理工大学党委委员、副校长，江西省新世纪百千万人才工程人选，江西省主要学术和技术带头人，江西省环境岩土与工程灾害控制重点实验室主任。在离子型稀土矿绿色开采，矿区土壤、水体中氮化物、重金属迁移转化规律研究等方面形成了其自身的研究特色。主持了包括国家自然科学基金、江西省自然科学基金项目和中国铝业有限公司委托的各类纵、横向科学研究与技术开发项目20多项；在靠前、靠前学术会议上发表学术论文30余篇，其中被SCI、EI、ISTP等检索收录10余篇。

绪论1
1.1背景1
1.2国内外研究现状2
1.2.1土壤溶质迁移理论的发展2
1.2.2一般土壤中氮化物迁移转化规律研究3
1.2.3稀土矿区土壤中氮化物迁移转化规律研究5
1.2.4土壤氮化物的去向途径5
1.2.5影响氮化物迁移转化的因素6
第二章赣南稀土矿山研究区概况10
2.1赣南稀土矿区自然概况及地质水文条件10
2.1.1赣南稀土矿区自然概况10
2.1.2区域地质地貌条件11
2.2赣州龙南足洞矿区概况12
2.2.1赣州龙南足洞矿区自然概况12
2.2.2赣州龙南足洞矿采选工艺13
2.3赣南稀土矿区氮化物污染现状15
2.4赣州龙南足洞矿区氮化物污染分布调查18
2.4.1赣州龙南足洞矿区地表水氮化物污染分布调查18
2.4.2赣州龙南足洞矿区土壤氮化物污染分布调查21
2.5小结25
……

我国是世界上稀土资源最丰富的国家，素有“稀土王国”之称，总保有储量ＴＲ２Ｏ３约９０００万吨。全国探明储量的矿区有６０多处，分布于１６个省（区），而江西省赣南地区稀土储量和产量均占全国５０％以上。赣南稀土矿属南方离子型稀土矿，开采方法主要是原地溶浸采矿法。原地溶浸就是在不大面积破坏矿区表面植被，不大面积开挖表土和矿石的情况下，将浸出电解质溶液经浅井直接注入矿体，电解质溶液中阳离子将吸附在黏土矿物表面的稀土离子交换解吸下来，形成稀土母液，进而收集浸出母液达到回收稀土的方法。典型的离子吸附型稀土矿原地浸出开采方法所使用的电解质溶液通常是硫酸铵。在稀土开采过程中，由于部分防渗层渗漏、收集系统不完善或部分非法盗采等原因，致使在浸矿开采过程中有大量的氮化物进入到矿区土壤中，从而导致稀土矿区周边土壤中的氮化物不断累积。氮化物在土壤中不断迁移与转化，致使大部分进入水体，对土壤和周边水体均造成较大污染。作者长期从事市政工程、环境科学与工程和安全科学与工程等方面的科研、教学工作，在离子型稀土矿绿色开采，矿区土壤、水体中氮化物、重金属迁移转化规律研究等方面形成了自身的研究特色，取得了一些研究成果。希望该书的出版能为离子型稀土矿高效开采和矿区土壤生态保护与可持续发展，为南方离子型稀土矿区土壤氮化物污染防治与土壤复垦，为研究无氨技术开采稀土等方面奠定一定的理论基础。全书共分为７章，第１章介绍了土壤溶质理论的发展、氮化物迁移转化规律的研究现状及其影响因素；第２章介绍了赣南稀土矿山及赣州龙南足洞矿区的基本概况；第３章介绍了土壤理化性质和土壤氮化物的分析测定方法；第４章介绍了实验装置的研制；第５章介绍了淋溶条件下土壤中氮化物迁移转化规律；第６章介绍了浸矿剂理化性质对土壤中铵态氮迁移转化规律的影响；第７章介绍了稀土元素对土壤中氮化物迁移转化规律的影响。本书涉及的课题得到了国家自然科学基金项目（南方离子型稀土矿区土壤中氮化物迁移规律及转化机理研究，项目编号：３２０３２０５０９２）的资助。主要工作依托江西省环境岩土与工程灾害控制重点实验室开展。研究工作还得到了南方稀土集团龙南足洞矿区，以及江西理工大学市政工程系各位老师和有关专家的悉心指导和帮助，在此一并表示衷心的感谢。在本书所讲的研究项目实施过程中，江西理工大学硕士研究生朱强、张念、温春辉、徐春燕、张军和杨秀英做了大量的工作，付出了辛勤的汗水，也取得了较大的收获，他们攻读硕士学位期间的部分研究成果也反映到相关内容中，在此一并致以诚挚的谢意。本书由江西理工大学优秀学术著作出版基金资助出版，在此对江西理工大学在各方面提供的支持和帮助表示感谢。由于离子型稀土矿区土壤和周边水体中氮化物的迁移转化过程极为复杂，影响因素非常多，相关研究工作还在深入进行中，囿于学术水平，书中难免有不妥之处，敬请读者不吝指教。