铀矿山典型场地中铀分布特征及形成机理研究

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本文选取相山铀尾矿区典型场地为研究对象,研究铀在浅层尾矿砂和稻田土壤中的分布特征和稻田土壤对铀的吸附机理,并对其进行分析,得出以下主要结论:(1)通过对尾矿砂样进行酸浸实验,发现在酸浸过程中浸出量随时间延长而增加,不同深度尾矿砂中的铀浸出量不同。结果表明80cm处的浸出量大于其他各层,其最高浸出量可达25.62mg/g。这种分布特征产生的原因可能是由于在氧化、雨水淋滤作用下,溶解铀迁移和沉淀的水文地球化学过程。(2)对铀尾矿区稻田土壤按十字交叉兼蛇形取样及分析,研究结果表明稻田土壤中铀含量随着土壤深度的增加含量逐渐降低,且表层土壤铀含量约为深部各层土壤的2-6倍,说明铀在土壤中的迁移距离短,富集在表层,主要原因可能是表层土壤对铀的吸附性好。(3)通过对单因素pH值、稻田土壤用量、吸附时间、铀溶液的初始浓度、吸附温度及正交实验研究稻田土壤对铀吸附影响,结果表明在吸附的pH值为4.5,稻田土壤用量为0.06g,吸附时间为90min,铀溶液的初始浓度为1mg/L时,稻田土壤对铀的吸附量最大。(4)用Langmuir和Freundlich等温方程对稻田土壤对铀的吸附进行描述,其相关系数分别为0.98和0.83, Langmuir方程的拟合效果更好,说明稻田土壤对铀的吸附属于单分子层物理吸附。(5)用吸附动力学分析稻田土壤对铀的吸附过程,结果准一级动力学方程曲线和准二级动力学方程曲线的相关系数分别为0.9947和0.9689,所以稻田土壤对铀的吸附属于准一级吸附动力学过程。(6)采用单因子指数质量评价模型对稻田土壤的污染状况进行评价,稻田表层土壤单因子污染指数平均值均大于1,为轻微污染程度,其它各层土壤单因子污染指数均小于1,处于安全状态。(7)主要创新点:通过对铀矿山典型场地现场取样和室内分析,初步分析出浅层尾砂中的铀分布特征,探索铀在受尾矿库渗滤水灌溉的稻田土壤中的分布特征、影响因素和形成机理,是铀矿山对环境影响的创新性研究。本论文来源于导师国家自然基金项目“铀水冶固体废物中放射性核素迁移行为及水环境影响”(项目编号:41162007)
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