磷化工固废改性造地土壤的水环境效应研究

刘昱成; 周洪印; 杨德剑; 李润和; 张乃明

doi:10.13205/j.hjgc.202601026

磷化工固废改性造地土壤的水环境效应研究

doi: 10.13205/j.hjgc.202601026

刘昱成^1,2,3,
周洪印^2,4,
杨德剑^1,2,
李润和^1,2,
张乃明^1,2, ,

1. 云南农业大学资源与环境学院, 昆明 650201;
2. 云南省土壤培肥与污染修复工程研究中心, 昆明 650201;
3. 云南农业大学水利学院, 昆明 650201;
4. 云南农业大学植物保护学院, 昆明 650201

基金项目:

云南省科技人才平台项目（202405AM340004）

详细信息

作者简介:
刘昱成（1999—），男，硕士研究生，主要研究方向为固废资源化利用。1491198359@qq.com

通讯作者:
张乃明（1963—），男，教授，主要研究方向为土壤培肥与污染修复。zhangnaiming@sina.com

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出版历程
- 收稿日期: 2024-09-04
- 网络出版日期: 2026-02-26
- 刊出日期: 2026-01-22

Water environment effect of soil modification by solid waste from phosphorus chemical industry

LIU Yucheng^1,2,3,
ZHOU Hongyin^2,4,
YANG Dejian^1,2,
LI Runhe^1,2,
ZHANG Naiming^{1,2
, ,}

1. College of Resources and Environment, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China;
2. Yunnan Soil Fertilizer and Pollution Repair Engineering Research Center, Kunming 650201, China;
3. College of Water Conservancy, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China;
4. College of Plant Protection, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China

摘要

摘要: 磷石膏和磷尾矿作为磷化工生产过程中产生的工业废弃物，因其产排量大、资源化利用率低等特征，已成为磷化工企业实现可持续发展的巨大挑战，两者的无害化、资源化利用是迫切需要解决的研究问题。为探究磷石膏与磷尾矿新的利用领域，在无法利用的石漠化荒漠化地区，对磷石膏及磷尾矿改性处理后进行人工造地，研究不同造地工艺对水环境总氮（TN）、总磷（TP）、氟化物（F^-）和重金属铅（Pb）、镉（Cd）、砷（As）浓度的影响及水环境污染评价。结果表明：改性磷石膏降低地表径流和下渗水中TN和TP浓度效果最好，磷尾矿处理次之；且分层重构工艺优于一体化造地工艺；F^-浓度总体上表现为改性磷石膏处理高于磷尾矿处理，磷尾矿处理F^-浓度均达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》及GB/T 14848—2017《地下水环境质量标准》中规定的Ⅰ类水标准［（ρ（F^-）≤1 mg/L］；改性磷石膏处理的重金属浓度均低于GB 3838—2002的Ⅳ类和GB/T 14848—2017的Ⅲ类限值。水环境风险评价结果表明，改性磷石膏处理无污染，磷尾矿处理轻微污染，而对照处理中度污染，污染指数偏高。通过对磷化工固废改性造地研究，以期为提高磷化工固体废弃物资源化利用率、增加耕地面积开辟新的途径。
- 磷石膏 /
- 磷尾矿 /
- 人工造地 /
- 水环境风险 /
- 资源化利用
Abstract: With the rapid growth of the phosphorus chemical industry， the accompanying generation of phosphogypsum and phosphorous tailings presents significant environmental challenges. These materials are industrial by-products produced during phosphorus processing and characterized by their large volumes and low resource utilization rates. Addressing how to effectively and safely utilize these waste materials is critical for the sustainable development of phosphorus chemical enterprises. This paper focused on artificial land creation in severely degraded and desertified areas where these materials generally cannot be employed. We investigated the impact of different land reclamation methods on water quality indicators， including total nitrogen （TN）， total phosphorus （TP）， fluoride （F^-）， and heavy metals such as lead （Pb）， cadmium （Cd）， and arsenic （As），to evaluate the potential for environmental pollution resulting from these treatments. The findings revealed that modified phosphogypsum treatment was the most effective in reducing TN and TP concentrations， surpassing the results obtained from phosphorous tailings. Furthermore， the layered processing technique proved to be more advantageous than the integrated approach， suggesting that stratification of materials can enhance the treatment efficacy. In terms of fluoride concentrations， modified phosphogypsum consistently showed higher levels than those treated with phosphorous tailings； however， the fluoride levels from phosphorous tailings met the Surface Water Environmental Standard， and Class I of Groundwater Environmental Standard（≤1 mg/L）. When examining heavy metal concentrations， all levels from modified phosphogypsum treatments remained below the Class IV surface water quality standards and Class III groundwater quality thresholds， indicating a relatively lower risk of environmental contamination. Risk assessments further illustrated that the modified phosphogypsum treatment posed no pollution risk， while treatments involving phosphorous tailings led to minor pollution concerns. In stark contrast， the control samples exhibited moderate pollution with elevated pollution indices. By developing and implementing effective methods for reclaiming and utilizing phosphogypsum and phosphorous tailings， we can contribute to more sustainable practices in the phosphorus chemical sector. The successful application of modified phosphogypsum and phosphorous tailings for land creation could serve as a model for similar initiatives in other sectors generating significant industrial waste.
- phosphogypsum /
- phosphorus tailings /
- artificial land /
- water environmental risk /
- resource utilization

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