湿地植物凋落物对酸性矿山废水理化特征及沉积物中Fe、Mn稳定性的影响

为研究人工湿地处理酸性矿山废水(AMD)系统中植物凋落物腐解对其理化特征及沉积物中Fe、Mn稳定性的影响,明确人工湿地处理AMD系统中湿地植物的综合作用及持续效果,将质量分数为0(CK组)、2%(D1组)、20%(D2组)的植物凋落物添加至湿地沉积物中,采用下进上出的进水方式向沉积物中添加人工配制的AMD,同时设置水力停留时间为72h,研究不同量的湿地植物凋落物在腐解过程中对AMD中pH、氧化还原电位(Eh)、Fe、Mn等理化指标及沉积物中Fe、Mn形态的影响。结果表明:湿地植物凋落物的腐解能明显提高AMD的pH,且随着植物凋落物的持续腐解,D2组中pH上升幅度明显大于CK与D1组;植物凋落物的腐解可有效地降低AMD的Eh,植物凋落物腐解初期,D1、D2组中Eh急剧下降,且D2组Eh下降幅度大于CK与D1组,随植物凋落物在各处理组中的持续分解,各组中Eh继续呈下降趋势,但下降幅度明显小于试验初期Eh的下降幅度;植物凋落物的存在可明显抑制沉积物对AMD中Fe的吸附;植物凋落物腐解初期,植物凋落物的存在抑制了沉积物对Mn的吸附,而在植物凋落物腐解后期,植物凋落物促进了湿地沉积物对Mn的吸附;湿地沉积物Fe、Mn主要以可还原态形式存在,植物凋落物的腐解促进了沉积物中可还原态Fe、Mn向可氧化态Fe、Mn的转化,且Fe、Mn形态的转化量随着植物凋落物量的增加而增加,有利于沉积物中Fe、Mn稳定性的增加。     

模拟湿地植物根系分泌物对酸性矿山废水沉淀物中Fe、Mn释放及形态的影响

为研究人工湿地处理酸性矿山废水(acid mine drainage,AMD)系统中植物根系分泌物对根际环境沉淀物中Fe、Mn活性的影响,评估人工湿地处理AMD时对Fe、Mn固持作用的稳定性及可靠性,选用植物根系分泌物中常见的柠檬酸、苹果酸及草酸来模拟植物根系分泌物对沉淀物中Fe、Mn的释放及形态影响。结果表明:3种有机酸对根际环境沉淀物中Fe、Mn的释放均产生不同程度的影响,相同浓度下的有机酸对Fe的影响顺序为:柠檬酸>苹果酸>草酸,对Mn的影响顺序为:柠檬酸>草酸>苹果酸。随着有机酸浓度的增加,沉淀物中Fe、Mn的释放量逐渐增加,且Fe的释放量大于Mn。形态分析结果表明,在有机酸参与前沉淀物中Fe、Mn主要以可还原态形式存在,当添加3种不同浓度的有机酸后,沉淀物中的可还原态Fe、Mn极不稳定,易向可交换态发生转变,而残渣态与可氧化态则较为稳定,说明沉淀物中残渣态与可氧化态的Fe、Mn在人工湿地中是Fe、Mn去除的重要途径。