描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 精装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787122469595
本书针对离子型稀土矿区地下水污染问题，以某离子型稀土历史遗留矿区为试点区域开展地下水污染修复技术研究及应用，内容包括离子型稀土资源概况、离子型稀土矿区地下水污染、稀土矿区地下水污染修复技术以及面临的问题与挑战，矿区地质条件调查，矿区地下水污染分析，矿区地下水污染修复技术研究，矿区地下水污染修复技术应用，以及总结与展望等。本书具有较强的技术针对性和工程实用性，可供从事地下水污染控制与修复等的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也可供高等学校地下水科学与工程、环境科学与工程、矿业工程及相关专业师生参阅。
第1章 绪论
1.1 离子型稀土资源概况 2
1.1.1 资源分布特点 2
1.1.2 开采工艺技术 7
1.1.3 开发利用状况 10
1.2 离子型稀土矿区地下水污染 11
1.2.1 稀土开采环境影响 11
1.2.2 地下水污染及危害 13
1.3 稀土矿区地下水污染修复技术 16
1.3.1 抽出处理技术 17
1.3.2 可渗透反应墙技术 21
1.3.3 原位化学修复技术 23
1.3.4 原位微生物修复技术 26
1.3.5 植物修复技术 28
1.3.6 原位阻隔技术 31
1.3.7 监测自然衰减技术 33
1.4 稀土矿区地下水污染修复问题与挑战 35
1.4.1 存在的现实问题 35
1.4.2 面临的技术挑战 36
第2章 矿区地质条件调查
2.1 调查概述 38
2.1.1 调查范围 38
2.1.2 调查目的 39
2.1.3 调查方法 40
2.1.4 调查成果 41
2.2 地层岩性与地质构造 45
2.2.1 地层岩性 45
2.2.2 地质构造 48
2.3 水文地质条件 49
2.3.1 地下水类型 49
2.3.2 地下水补给、径流、排泄 51
2.3.3 地下水动态特征 51
2.3.4 包气带特征 52
2.3.5 地下水化学特征 53
2.3.6 地下水流模拟 54
2.4 工程地质条件 63
2.4.1 岩土层划分及力学性质 64
2.4.2 岩土工程地质评价 67
第3章 矿区地下水污染分析
3.1 区域环境质量现状 70
3.1.1 环境质量目标 70
3.1.2 环境质量现状 70
3.2 地下水污染来源 77
3.2.1 矿区内部污染源 77
3.2.2 矿区周边污染源 78
3.3 地下水污染状况 79
3.3.1 环境质量监测 79
3.3.2 地下水质量评价 86
3.3.3 地下水污染评价 91
3.4 地下水污染特征 97
3.4.1 平面分布特征 97
3.4.2 沿程分布特征 102
3.5 地下水污染成因 103
3.5.1 水-土相互作用分析 104
3.5.2 水文地球化学演化 110
3.5.3 水质多元统计分析 115
第4章 矿区地下水污染修复技术研究
4.1 污染修复目标 120
4.1.1 地下水污染状况 120
4.1.2 地下水修复目标 120
4.2 修复技术路线 121
4.2.1 修复技术筛选 121
4.2.2 修复技术研究路线 124
4.3 实验装置、材料与仪器 125
4.3.1 实验装置 125
4.3.2 实验材料 128
4.3.3 实验仪器 130
4.4 原位阻隔技术 132
4.4.1 抗压试验 133
4.4.2 压水试验 134
4.4.3 围井试验 135
4.5 原位注射反应带技术 136
4.5.1 批实验 136
4.5.2 柱实验 144
4.5.3 箱体实验 152
4.5.4 场地实验 154
4.6 可渗透反应墙技术 159
4.6.1 批实验 159
4.6.2 柱实验 163
4.6.3 箱体实验 165
4.7 植物修复技术 168
4.7.1 植物土培实验 168
4.7.2 生态沟模拟实验 171
4.7.3 场地垦栽实验 173
第5章 矿区地下水污染修复技术应用
5.1 试点工程设计 176
5.1.1 设计依据 176
5.1.2 设计方案 177
5.1.3 总体布局 193
5.2 试点工程施工 195
5.2.1 施工准备 195
5.2.2 工程施工 199
5.2.3 质量控制 207
5.3 试点工程运维 210
5.3.1 工程运维方案 210
5.3.2 工程运维实施 211
5.4 试点工程评估 215
5.4.1 跟踪评估方案 215
5.4.2 原位阻隔工程跟踪评估 218
5.4.3 原位注射反应带工程跟踪评估 220
5.4.4 可渗透反应墙工程跟踪评估 264
5.4.5 植物修复工程跟踪评估 268
5.4.6 修复技术参数优化调整 269
5.4.7 修复效果评估与模拟预测 272
第6章 总结与展望
6.1 模式总结 280
6.1.1 管理模式 280
6.1.2 技术模式 280
6.1.3 工程模式 281
6.2 研究展望 282
6.2.1 污染管控技术研究 282
6.2.2 绿色开采技术研究 283
参考文献
稀土作为重要的矿产资源，被广泛应用于军事、医疗、新材料等领域。我国稀土资源丰富，资源储量长期处于世界首位。按照稀土元素的存在形式，稀土矿可分为矿物型稀土矿和风化型稀土矿；其中，风化型稀土矿又称为离子型稀土矿。我国离子型稀土矿主要分布在江西、广东、湖南、广西、福建、湖南、云南、浙江等南方省份。离子型稀土开采活动始于20世纪70年代，开采工艺经历了池浸、堆浸、原地浸矿三个阶段，在开采过程中需要使用大量硫酸铵、碳酸氢铵等浸矿剂，使吸附在黏土等矿物表面的稀土阳离子被化学性质更活泼的H 和NH4 交换解析进入溶液从而沉淀分离。浸矿反应完成后，大量NH4 残留在矿体中，并通过降雨淋滤作用进入地下水，造成地下水酸化以及NH4 、NO3-等指标超标，浓度可达数十甚至数百毫克每升，地下水污染问题亟待解决。
为解决离子型稀土矿区地下水氮污染问题，探索可行的修复技术方法，广东省环境科学研究院联合相关单位选择广东省某离子型稀土历史遗留矿区为试点区域，针对矿区开采工艺多样、水文地质条件复杂、污染分布差异性大、可借鉴应用案例少等问题，通过室内小试、现场中试、工程应用、效果评估等方式，集成了“原位阻隔 原位注射反应带 可渗透反应墙 植物修复”技术体系，实现了区域靶向修复和末端深度修复、地表与地下污染系统治理和协同修复，形成了一套可复制、可推广的“加强前期谋划 聚焦问题识别 深化跟踪评估 注重成果集成”管理模式，经济合理的“外源阻隔与存量削减并重 靶向修复与长效修复衔接 地表修复与地下修复协同 生态修复与污染修复结合”技术模式和高效运行的“注重技术方案研究 严格施工组织管理 强化过程技术指导 实施全流程监理”工程模式，具备很强的工程示范意义和推广应用价值。
本书是笔者及其团队在该试点区域研究工作基础上编著而成的，以期为同类型矿区地下水污染修复提供技术及应用方面的有益参考。全书分为6章：第1章为绪论，主要介绍了离子型稀土资源概况、稀土矿区地下水污染、地下水污染修复技术以及面临的问题与挑战；第2章为矿区地质条件调查，主要介绍了矿区地层岩性与地质构造、水文地质条件、工程地质条件等调查情况；第3章为矿区地下水污染分析，主要介绍了区域环境质量现状、矿区地下水污染来源、污染状况、污染特征、污染成因等分析情况；第4章为矿区地下水污染修复技术研究，主要介绍了针对矿区地质条件调查和地下水污染分析结果，开展的地下水污染修复目标、修复技术路线、实验装置与材料仪器、原位阻隔技术、原位注射反应带技术、可渗透反应墙技术、植物修复技术等研究情况；第5章为矿区地下水污染修复技术应用，主要介绍了试点工程的原位阻隔工程、原位注射反应带工程、可渗透反应墙工程、植物修复工程、地下水监测工程等分项工程的设计、施工、运维与评估等实施情况；第6章为总结与展望，主要介绍了矿区地下水污染修复技术和应用的经验模式以及对研究工作的展望。
本书由广东省环境科学研究院罗育池、韩奕彤主持编著，并负责全书最后的统稿和定稿工作。广东省环境科学研究院刘畅、宋宝德作为编委会副主任参与了全书内容框架设计、部分章节编著和校对工作。参与本书编著工作的还有广东省环境科学研究院的秘昭旭、王先稳，广州润方环保科技股份有限公司的陈俊毅、陈翔欣，广东省环境保护工程研究设计院有限公司的陈华、刘帅。其中，第1章由韩奕彤、刘畅、王先稳执笔；第2章由宋宝德、秘昭旭执笔；第3章由刘畅、王先稳执笔；第4章由韩奕彤、罗育池、陈俊毅、秘昭旭、王先稳执笔；第5章由罗育池、韩奕彤、宋宝德、陈翔欣、陈华、刘帅执笔；第6章由罗育池、韩奕彤执笔。
本书内容涉及的技术研究与工程应用获得了中央水污染防治资金项目（XMHT-2022-SS-FW847）和广东省科技计划项目（2017B020236001）的资助。本书编著过程中得到了广东省环境科学研究院汪永红教授级高级工程师、王刚教授级高级工程师、华南师范大学方战强教授和华南理工大学吴锦华教授的大力支持和悉心指导，参考了大量国内外文献，引用了许多专家和学者的研究成果，在此一并表示感谢！
限于编著者水平和编著时间，书中难免存在不足和疏漏之处，恳请专家、学者及广大读者批评指正！
编著者
2024年7月
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