氧化/缺氧条件对受酸性矿井排水影响的沉积物中铅（Pb）、铜（Cu）和铁（Fe）迁移性的影响

《ACS ES&T Water》：Influence of Oxic/Anoxic Conditions on the Mobility of Pb, Cu, and Fe from Acid Mine Drainage-Affected Sediments

本研究通过实验室微宇宙实验、水化学分析及显微镜技术，探讨酸性矿井排水影响下沉积物中Pb、Cu、Fe的迁移规律。结果表明，Fe在厌氧阶段释放峰值达250 mg/L，Pb和Cu在pH3.4时水溶性显著（Pb>15 μg/L，Cu>75 μg/L），而在pH6.4时降低。DNA测序发现金属耐受真菌群落存在，为AMD场地风险评估与修复提供依据。

　　

我们研究了氧化还原条件对受酸性矿井排水（AMD）影响的沉积物中铅（Pb）、铜（Cu）和铁（Fe）迁移性的影响。研究通过结合实验室微型生态系统实验、水化学分析、衍射技术和电子显微镜观察来完成。这些微型生态系统实验经历了三个连续的5天氧化还原阶段：好氧-厌氧-好氧。沉积物中含有Fe（51,000 mg kg^–1）、Pb（307 mg kg^–1）和Cu（30 mg kg^–1），以及伊利石（Illite）、钠长石（Albite）和针铁矿（Goethite）等矿物。显微镜分析显示，Pb和Cu与铝硅酸盐及黄钾铁矾（Jarosite）相关联。在厌氧条件下，铁的释放量达到峰值（约250 mg L^–1），然后在第二个好氧阶段下降（<70 mg L^–1）。提取实验表明，在pH 3.4时，Pb和Cu在水中非常不稳定（Pb：27 μg L^–1——超过了美国环境保护署规定的饮用水安全标准15 μg L^–1；Cu：75 μg L^–1），而在pH 6.4时稳定性有所提高（Pb：7 μg L^–1；Cu：3 μg L^–1）。DNA测序在沉积物中检测到了耐金属的真菌属（Trichoderma、Fusarium、Penicillium和Aspergillus）。这项研究为了解受AMD影响的地区金属迁移性的生物地球化学过程提供了见解，对于风险评估、修复策略以及关键矿物的回收具有重要意义。