某鈾礦區(qū)水稻土地表水鈾含量對(duì)稻米鈾含量的影響

1、某鈾礦區(qū)水稻土某鈾礦區(qū)水稻土—地表水鈾含量對(duì)稻米鈾含量的影響地表水鈾含量對(duì)稻米鈾含量的影響向龍1a1b，劉平輝1a1b，張淑梅2，魏長帥3(1.東華理工大學(xué)，a地球科學(xué)學(xué)院，b核資源與環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南昌330013；2.江西有色地質(zhì)勘查二隊(duì)，江西贛州341000；3.安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局326地質(zhì)隊(duì)，安徽安慶246000)摘要摘要：以水稻土—地表水鈾含量為視角，從水稻土剖面鈾含量分布規(guī)律、水稻土與下伏巖體稀土元素特征、不同河流不

2、同河段水稻土—地表水—稻米鈾含量特征、水稻土與稻米鈾含量關(guān)系4個(gè)方面研究721鈾礦區(qū)稻米鈾含量成因。結(jié)果表明，水稻土剖面鈾含量從表層至半風(fēng)化花崗質(zhì)基巖層呈明顯降低的特征，說明水稻土鈾含量高的原因不是土壤母質(zhì)鈾含量高；巖石與水稻土稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化模式均表現(xiàn)為向右傾斜型，均屬輕稀土富集型，輕稀土分餾明顯，表明水稻土為還原環(huán)境，吸附作用較強(qiáng)；不同河流不同河段水稻土—地表水—稻米鈾含量平均值的特性均為上游最低、中游最高、下游次之。鈾礦區(qū)地表水環(huán)境

3、符合鈾元素在水稻土中被平衡吸附的動(dòng)力學(xué)條件，有利于鈾元素在礦區(qū)內(nèi)河流中游地區(qū)的水稻土中沉淀富集；正在采礦區(qū)水稻土與稻米鈾含量具有高度的空間耦合性，呈指數(shù)正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)0.749。礦區(qū)內(nèi)河流沿岸稻米鈾含量的分布特征是由鈾元素的遷移途徑?jīng)Q定的“采礦活動(dòng)（鈾尾礦露天堆放）→地表水→水稻土”。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：鈾礦區(qū)；稻米；鈾含量；水稻土；地表水；成因；鈾遷移中圖分類號(hào)：中圖分類號(hào)：X17文獻(xiàn)標(biāo)志碼：文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：文章編號(hào)：1007

4、7545（2018）07000000EffectofUraniumContentsofPaddySoilSurfaceWateronUraniumContentsofRiceinaUraniumMiningAreaXIANGLong1a1bLIUPinghui1a1bZHANGShumei2WEIChangshuai3(a.CollegeofEarthSciencesb.StateKeyLabatyBreedingBaseofNucle

5、arResourcesEnvironmentMinistryofEducation1.EastChinaUniversityofTechnologyNanchang330013China；2.No.2TeamofJiangxiNonferrousMetalGeologicalExplationBureauGanzhou341000JiangxiChina；3.GeologicalTeam326ofGeologyMineralExplat

6、ionBureauinAnhuiProvinceAnqing246000AnhuiChina)Abstract：IndertoexplecontributingfactsfuraniumcontentsinriceofauraniumminingareadistributionofuraniumcontentsinpaddysoilprofilesREEacteristicsinpaddysoilsunderlyingbedrockac

7、teristicsofuraniumcontentsofpaddysoilsurfacewaterriceindifferentreachesoftworiversrelationshipbetweenuraniumcontentsofpaddysoilsricewereinvestigatedfromperspectiveofuraniumcontentacteristicsinpaddysoilsurfacewater.Theres

8、ultsshowthaturaniumcontentsofpaddysoilprofilessignificantlyfromsurfaceofpaddysoiltosemiweatheringofgraniticbedrockwhichmeanshighuraniumcontentinpaddysoilisnotduetohighcontentofuraniuminthesoilparentmaterial.Thenmalizedpa

9、tternsofREEinrockspaddysoilsarebasicallythesameareacterizedbyenrichmentofLREEdepletionofHREEindicatingreductiveenvironmentofpaddysoilwithstrongadsption.Theaveragevalueofuraniumcontentsinsurfacewaterpaddysoilricefromdiffe

10、rentreachesshowsthehighestinthestreamthelowerinthedownstreamthelowestintheupstream.Theenvironmentofsurfacewaterinuraniumminingareaisinaccdancewithdynamicconditionsofalargeamountofequilibriumadsptionofuraniumelementsinpad

11、dysoilwhichisbeneficialtoprecipitationenrichmentofuraniuminpaddysoilinthestreamexploitingminearea.Thereisahighspatialcouplingofuraniumcontentinricepaddysoilaexponentialfunctionregressionequationwithcrelationcoefficientof

12、0.749canbeestablished.Allresearchesconfirmthemigrationpathofuraniumoffirstinuraniumtailingstheninsurfacewaterthethirdinpaddysoilatlastinricewhichcontributestotheacteristicsofuraniumcontentsinrice.Thusuraniumcontentofrice

13、indlestreamareaisthehighestfollowedbydownstreamareathelowestisinupstreamarea.Keywds：uraniumminingriceuraniumcontentpaddysoilsurfacewatercauseoffmationuraniummigration收稿日期收稿日期：20180228基金項(xiàng)目基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41261081)；江西省自然

14、科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2011ZBAB203009)作者簡(jiǎn)介作者簡(jiǎn)介：向龍(1990)，男，湖北京山人，博士研究生；通信作者通信作者：劉平輝（1969），男，江西撫州人，博士，教授.doi：10.3969j.issn.10077545.2018.07.016樣品類型數(shù)量個(gè)取樣地點(diǎn)水稻土剖面21號(hào)山澗，3號(hào)山澗水稻土與下伏巖體8正在采礦區(qū)及水冶廠區(qū)（3個(gè)巖石樣品）地表水32正在采礦區(qū)、廢氣礦井區(qū)稻田及沿河水稻土31正在采礦區(qū)及廢氣礦井區(qū)沿河稻

15、田稻米33正在采礦區(qū)及廢氣礦井區(qū)沿河稻田同一位置水稻土與稻米51正在采礦區(qū)及水冶場(chǎng)區(qū)2結(jié)果與結(jié)果與討論討論2.1水稻土剖面鈾含量規(guī)律水稻土剖面鈾含量規(guī)律為探明水稻土鈾含量富集規(guī)律，進(jìn)而分析對(duì)稻米鈾含量的影響，在圖1所示的1號(hào)山澗和3號(hào)山澗稻田中挖掘水稻土壤剖面PT01和PT02，其中PT01挖至見半風(fēng)化花崗質(zhì)母巖。結(jié)合圖2可以發(fā)現(xiàn)，水稻土壤鈾含量在所測(cè)剖面深度內(nèi)由表層至底層降低，說明鈾元素主要富集在土壤表層，并且在土壤中的遷移距離短，這

16、與孫文良等[1415]的研究結(jié)果一致。此外，由圖2可以發(fā)現(xiàn)，剖面PT01表層土壤（PTY001）鈾含量是剖面PT02表層土壤（TYP001）的16.20倍。結(jié)合取樣剖面所在空間位置，可以推測(cè)1號(hào)山澗剖面PT01直接受到611號(hào)礦井及相應(yīng)的1號(hào)尾礦堆的影響，而3號(hào)山澗的PT02則由于地勢(shì)高未受到采礦活動(dòng)的影響，所以兩個(gè)剖面表層水稻土鈾含量差異較大。綜合上述分析可以得出，采礦區(qū)水稻土鈾含量主要集中在表層，且不同位置剖面的表層土壤鈾含量差異較

17、大，主要受外源影響，直接受到尾礦堆鈾元素影響的土壤鈾含量相對(duì)較高，即土壤中鈾來源存在差異。10203040506070020406080100土壤剖面深度cmPT01剖面鈾含量(mgkg1)PT01剖面4567PT02剖面鈾含量(mgkg1)PT02剖面圖2不同土層深度的鈾含量不同土層深度的鈾含量Fig.2Uraniumcontentsinpaddysoilofdifferentdepth2.2水稻土與下伏巖體稀土元素水稻土與下伏巖體稀

18、土元素特征特征上述分析表明采礦區(qū)水稻土鈾含量主要集中在表層，那么，表層土壤中鈾元素是處于氧化環(huán)境還是還原環(huán)境中？作者在采礦區(qū)采集了3個(gè)水稻土下伏巖體樣品，分別為早白堊世鵝湖嶺組二段邊緣相含變質(zhì)角礫碎斑熔巖（Z4），晚燕山期沙洲單元粗斑二長花崗斑巖（S2），早白堊世打鼓頂組二段流紋英安巖（ZK47）。并在上述3個(gè)巖石樣品取樣地區(qū)取5個(gè)上覆第四系水稻土樣品。對(duì)上述巖石與水稻土樣品做稀土元素分析，查明水稻土稀土元素分配情況。分析結(jié)果和有關(guān)參數(shù)

19、見表2，球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線見圖3。在所測(cè)的樣品中，巖石的∑REE變化范圍為187.18?106~259.43?106，平均220.61?106。水稻土∑REE變化范圍是257.52?106~405.71?106，平均326.61?106。均高于地殼的∑REE值（163.5?106）[16]。巖石稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化曲線為向右傾斜型（圖3）。輕稀土與重稀土比值(?LREE?HREE)為2.61~3.63，屬輕稀土富集型。(LaSm)N比值3.3