吴攀教授团队在AMD对岩溶流域生态环境的影响方面取得新进展
贵州位于我国南方岩溶地区的中心,同时,还是西南地区重要的煤炭基地(储量位居全国第五),且绝大部分煤矿分布在岩溶山区内。由于贵州境内大部分煤矿含硫普遍较高(接近或高于 3%,以黄铁矿为主),这使得贵州主要产煤矿区也因此成为我国酸性矿山废水(AMD)的重要分布地区,境内流出AMD的废弃煤洞及矸石堆点多面广且分散,加之 AMD 治理成本高、技术难度大,造成多数废弃无主矿山产生的 AMD 得不到有效治理而任意排放,常造成下游岩溶河水受到不同程度污染。前人对贵州岩溶地区AMD的重金属污染过程及其治理开展了大量的研究工作,但有关AMD对岩溶河流碳循环的影响却关注较少。
为此,实验室吴攀教授及其团队,通过采集AMD和岩溶水,按照不同比例将二者进行混合,进而模拟因不同水文周期水量变化条件下AMD污染的岩溶河水中溶解无机碳(DIC)转化过程。结果表明,AMD可使岩溶河水的pH值迅速下降,导致DIC在混合初期随着CO2(g)释放到大气中而损失约41.0±11.8%,且随着Fe2+的生物或化学氧化,混合样品的pH值逐步下降,DIC浓度进一步降低,下降的程度与Fe2+的氧化速率有关。同时,随着DIC浓度的降低,δ13CDIC值逐渐升高。该实验结果表明AMD的排放可引起岩溶水中DIC减少,进而影响岩溶流域无机碳循环过程及其通量,使得流域岩溶净碳汇量较少。
图1 AMD与岩溶水交汇后DIC转化过程
本文最近发表在水文水资源领域知名期刊《Journal of Hydrology》中,该研究受到国家自然科学基金地区项目(42163003)支持。论文第一作者为曹星星副教授,此外,共同作者中亦有我校资源勘查工程2019级本科生,该论文的发表是我校本科生导师制成效的体现,也是学生培养质量不断提升的体现,通过参与导师科研项目激发本科生的科研兴趣。
Xingxing Cao, Yeye Ren, Pan Wu, Linwei Li, Shunchao Chen. (2022) The evolution of dissolved inorganic carbon (DIC) and δ13CDIC in acid mine drainage polluted karst rivers: preliminary findings from laboratory experiments.612, 128192. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2022.128192
论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S002216942200765X