《赤泥堆場土壤化過程及其環境風險》是依託中南大學，由薛生國擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：赤泥堆場土壤化過程及其環境風險
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：薛生國
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
赤泥是氧化鋁工業生產過程中產生的高鹼性廢棄物,綜合利用難度大、利用率低，大量外排赤泥以堆存為主，赤泥堆場的環境安全問題正嚴重威脅我國氧化鋁工業可持續發展。赤泥堆場是一種典型的礦業廢棄地，堆場鹼性強、鹽分含量高、營養成份缺乏、持水保肥能力差、金屬元素含量高、一般植物難以生長。本項目擬在對不同年代赤泥堆場土壤化發生、演化過程調查的基礎上，開展堆場土壤化過程中的物理、化學與生物學特性研究；對赤泥堆場土壤化過程開展物理特性和化學特性調控，通過定向培育，實現赤泥堆場土壤重構；開展赤泥堆場及鋁土礦周邊區域生態調查，篩選耐性植物，構建堆場植物群落；擬選取廣西平果鋁有限公司的赤泥堆場為野外示範基地，通過田間試驗開展堆場土壤化過程的環境風險評估，探討赤泥堆場生態重建模式。研究成果將有助於開展赤泥堆場生態重建、解決氧化鋁工業生產過程赤泥的減排問題，保障鋁土礦冶區的生態安全與氧化鋁工業可持續發展。
結題摘要
赤泥是氧化鋁工業過程中產生的高鹼性廢棄物，資源化利用率僅5%，大量外排赤泥以堆存為主。赤泥鹼性強、鹽分含量高、污染物遷移風險大、金屬元素含量高，赤泥堆場的環境安全問題正嚴重威脅氧化鋁工業可持續發展。通過對典型赤泥堆場開展生態調查，篩選了10 種赤泥堆場耐性植物，建立了1000平方米的赤泥土壤化示範工程，對赤泥堆場周邊農田土壤開展污染環境風險評估，發現了堆場赤泥鹼性的自然衍化現象，分析了赤泥自然風化條件下的土壤發生特徵；隨著堆存時間的增加，赤泥可溶性鹼、電導率、可交換性鈉含量、酸性中和能力明顯降低，赤泥物理化學性質得到明顯改善，鈣離子含量增加促進團聚體的形成，赤泥團聚結構由片狀結構變為團粒結構；有機質能夠促進赤泥顆粒的團聚，有機碳可以提高大團聚體的穩定性，而鐵鋁氧化物可能是微團聚體穩定性的重要因素；赤泥鹼性物質以方解石、鈣霞石、水化石榴石、方鈉石和鋁酸三鈣等礦物狀態存在，鹼性轉化過程受礦物賦存狀態及礦物表面行為共同控制；檸檬酸促進了鹼性轉化，主要鹼性礦物明顯降低，Na介孔尺度空間分布、礦物表面鹼性官能團等變得稀散，生物質-真菌-石膏聯合能將赤泥pH降至8以下；聯合施用石膏和蚯蚓糞肥，赤泥團聚體由片狀結構變為團粒結構，微團聚體顆粒由粒狀結構變為團粒結構或稜柱結構，促進赤泥土壤化過程。項目實施期間，首次發現了赤泥堆場的土壤發生現象，系統開展了赤泥堆場自然風化過程中團聚體形成過程，提出一種新穎的赤泥團聚體微觀結構定量化分析方法；發現了堆場赤泥鹼性自然衍化現象，藉助同步輻射技術探討了赤泥鹼性調控過程中鹼性物質化學形態及Na的微分布，從介孔尺度下揭示了赤泥鹼性轉化特徵；發表SCI/EI論文18篇（ESI 1%論文3篇，中科院1區論文4篇）、CSCD論文4篇；申請發明專利2件。研究成果對實現氧化鋁工業赤泥的土壤化處置，經濟安全地消除赤泥堆場環境隱患具有重要意義。
