鈾礦山尾礦庫(kù)區(qū)土壤中有機(jī)質(zhì)吸附鈾效果與機(jī)制研究.pdf

1、鈾礦山開(kāi)采過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量酸性廢水和廢渣，這些酸性廢物含大量重金屬、放射性核素等有毒有害物質(zhì)，對(duì)尾礦庫(kù)周邊土壤及地下水會(huì)造成嚴(yán)重污染。本文選取南方某鈾礦山尾礦庫(kù)周邊稻田土及近旁山上紅壤為研究對(duì)象，通過(guò)野外取樣，室內(nèi)分析等過(guò)程，研究了稻田土中鈾與有機(jī)質(zhì)含量及其相關(guān)關(guān)系，通過(guò)靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)，研究了去除有機(jī)質(zhì)前后稻田土及紅壤對(duì)鈾的吸附性能及初始pH、初始鈾質(zhì)量濃度、溫度、吸附時(shí)間等四個(gè)因素對(duì)吸附的影響，探討了有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤吸附鈾過(guò)程中的貢獻(xiàn)及對(duì)離

2、子態(tài)鈾的吸附機(jī)理。主要結(jié)論如下：
　?。?）室內(nèi)分析結(jié)果表明，研究區(qū)土壤中有機(jī)質(zhì)與鈾含量順序?yàn)椋旱咎锿?紅壤，稻田根際土>表層土，在土壤深度為0-100cm范圍內(nèi)，鈾與有機(jī)質(zhì)含量均隨土壤深度加深而逐漸減少；土壤中鈾的含量隨有機(jī)質(zhì)含量升高而增加，隨其降低而減少。
　　（2）有機(jī)質(zhì)與鈾相關(guān)性分析結(jié)果表明，土壤中鈾含量與有機(jī)質(zhì)含量具有顯著相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)在0.5-1.0范圍內(nèi)，且根際土中有機(jī)質(zhì)與鈾含量在0.01水平上顯著相關(guān)，其余

3、各層均在0.05水平上顯著相關(guān)，說(shuō)明有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤吸附鈾具有一定的促進(jìn)作用，在自然條件下，土壤對(duì)鈾的吸附能力和吸附容量與其有機(jī)質(zhì)含量成正比。
　?。?）靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)鈾吸附影響最顯著的是初始pH，吸附時(shí)間次之，吸附率隨初始鈾濃度逐漸增大而不斷減小，在5~35℃條件下，溫度對(duì)鈾吸附影響較??；在25℃、pH為4-5、吸附時(shí)間達(dá)8h之后吸附達(dá)到平衡，去除有機(jī)質(zhì)后的稻田土對(duì)鈾的吸附量下降18%~19%，紅壤下降13%~14%，有機(jī)

4、質(zhì)對(duì)鈾吸附的貢獻(xiàn)率約為：22%~23%（稻田土）、15%左右（紅壤），貢獻(xiàn)率大小與兩者有機(jī)質(zhì)含量順序一致，說(shuō)明有機(jī)質(zhì)含量越高，對(duì)鈾的吸附能力和吸附容量越強(qiáng)；有機(jī)質(zhì)對(duì)鈾有較強(qiáng)的絡(luò)合吸附效應(yīng)，能有效降低鈾的遷移活性，促進(jìn)土壤對(duì)其吸附，對(duì)鈾吸附能力來(lái)看，稻田土>紅壤。
　?。?）吸附機(jī)理分析結(jié)果表明，吸附后土壤基本結(jié)構(gòu)保持不變，有機(jī)質(zhì)的主要基團(tuán)為C-N、C-O、C-H、-OH、N-H，可與土壤中的Si-O、C=O、C=C等基團(tuán)共同作用，

5、與2?2UO形成強(qiáng)絡(luò)合物，增強(qiáng)土壤對(duì)鈾的靜電吸附；有機(jī)質(zhì)的存在能影響土壤顆粒大小，進(jìn)而影響其吸附能力；去除有機(jī)質(zhì)前后稻田土與紅壤的等溫吸附曲線(xiàn)類(lèi)型均為II型，孔結(jié)構(gòu)為平行板狹逢?duì)铋_(kāi)口毛細(xì)孔，均屬于中孔材料，并有較窄的孔徑分布，去除有機(jī)質(zhì)后，稻田土和紅壤的比表面、孔容、孔徑均減小，吸附能力也相應(yīng)減弱，主要是由于有機(jī)質(zhì)的影響；去除有機(jī)質(zhì)前后稻田土、紅壤對(duì)鈾的吸附過(guò)程是以單層分子的表面吸附為主，物理吸附和化學(xué)吸附共同作用，其行為較符合Lang