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在自然暴露条件下,尾矿堆中的硫化物矿物不断遭受氧化,产生酸性极强且含有大量重金属的渗滤液,即酸性矿山废水(acid mine drainage, AMD),对尾矿堆场周围的土壤和地下水环境造成严重污染。尾矿堆场渗滤液污染控制,一直是国内外采矿业面临的突出环境问题之一。污泥还原屏障是有效控制尾矿堆场重金属污染的新技术构想。污泥还原屏障是一种具有微生物活性、内部处于强烈还原状态的低渗透性屏障系统。与传统水力屏障相比,污泥还原屏障不仅通过渗透性极低的性质阻滞重金属污染物,还充分利用污泥中微生物呼吸作用导致的强烈还原环境实现对重金属污染物的固定。尾矿风化淋滤形成的AMD溶液,其pH值极低；而处于深度还原状态的污泥,一般情况下pH值接近于中性或微碱性。AMD溶液与污泥还原屏障相互作用时,必然会逐渐消耗污泥的碱度,导致污泥从中性或微碱性向酸性转化。AMD不断渗流补给引起的污泥酸化,可能会引起已固定重金属再溶出问题,使污泥还原屏障对重金属的固定效果逐渐减弱。本文研究了不同厌氧培养时间的污泥悬液的酸缓冲容量及其对重金属再溶出的影响。主要通过酸滴定实验实测污泥的酸缓冲容量,分析污泥还原屏障酸缓冲容量的主要来源；研究污泥中重金属再溶出与pH之间的定量关系；从酸缓冲容量消耗的角度模拟预测污泥还原屏障对重金属的固定时效,为污泥还原屏障的实际应用提供理论依据。实验结果表明,污泥悬液酸缓冲容量与悬液固液比成正比,并随着厌氧还原程度的加深而增加。碳酸盐缓冲体系和有机质缓冲体系对污泥悬液的酸缓冲具有重要意义。酸滴定实验发现,随着pH降至6.2以下,重金属Zn, Pb和Cu开始快速溶解释放,且释放量符合Zn＞Cu＞Pb。基于实验结果,建立了污泥还原屏障在AMD渗透条件下酸缓冲容量消耗的数学模型。模拟计算结果表明,对于厚度2.0m的污泥还原屏障,即使在10.0m水头的AMD渗透酸化条件下,有效酸缓冲容量经历666a之后才能被耗尽,在此时间内污泥还原屏障具备对重金属的生物化学固定能力。