铀在黄壤中的胶体迁移研究

利用南方某核生产企业所在地表层黄土和深层黄土,对铀进行了胶体迁移的批试验,分析了溶液中胶体量、胶体载铀量及其影响因素。结果表明,表层土壤较深层土壤产生更多的胶体,单位胶体的载铀量与接触的铀质量浓度呈正相关。铀在胶体上的吸附量与pH值呈非线性关系,表层土单位胶体的载铀量最大为0.17 mg/g,出现在pH=6.0左右;深层土单位胶体的载铀量存在峰值0.51 mg/g,出现在pH=5.0左右。振荡时间对胶体量影响很小,对胶体的载铀量有影响。外加离子和腐殖质会影响土壤胶体量及胶体的载铀量。     

基于多层次集对分析的退役铀尾矿库区浅层地下水污染风险评价

退役铀尾矿库区浅层地下水污染风险评价体系存在不足。根据库区污染物的垂向迁移过程划分3个理想层并逐层进行污染风险分析,整合常用地下水污染风险的评价方法建立评价指标体系。为降低评价系统的不确定性,在采用层次分析法确定各层指标权重的基础上,由指标层确定系统层的综合指数,将该综合指数当作观测值通过直线形测度函数确定系统层未知测度评价矩阵,由此建立了污染风险评价等级与集对分析联系数的对应关系,并进行集对势分析呈现风险态势,构建退役铀尾矿库区浅层地下水污染风险评价体系。通过评价实例验证了构建的退役铀尾矿库区浅层地下水污染风险评价体系可行,评价结果属于中等污染风险等级,且集对势分析结果表明实际系统的污染风险态势较低。     

青狮潭库区水体中有机氯农药分布及其健康风险评价

采用固相萃取-气相色谱/电子捕获检测器(SPE-GC/ECD)对青狮潭库区水体中有机氯农药(OCPs)的组成、分布特征及健康风险进行了分析。结果表明,六六六(HCHs)、滴滴涕(DDTs)分别占所检出15种OCPs总量的28.93%~79.88%和2.66%~54.62%,特征组分比例表明HCHs和DDTs均源自历史残留。研究区域水体中OCPs质量浓度大小呈现为池塘西湖溪流东湖。青狮潭库区20个采样点水体中OCPs健康风险值为6.50×10-9~4.05×10-7a-1,远低于国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受值,表明该区域水体中OCPs对人体健康风险处于较低水平。     

活性污泥吸附铀的性能及机理研究

通过静态吸附试验考察了溶液pH值、温度、铀的初始质量浓度及活性污泥投加量等因素对活性污泥吸附处理含铀废水的影响,研究了其吸附过程的热力学、动力学及吸附平衡模式,探讨了活性污泥吸附铀的反应机理.结果表明,活性污泥吸附低浓度铀的最佳条件为: pH值3～4,活性污泥投加量8 g/L,温度10～60 ℃.活性污泥吸附铀的动力学过程可分为3个阶段: 初始阶段(t≤30 min)、过渡阶段(30 min相似文献   

凤眼莲、大薸对铀胁迫的生理生化响应

为探讨凤眼莲和大薸在铀胁迫下的生理生化响应,通过Hoagland水培试验,研究了不同铀质量浓度处理对凤眼莲和大薸的光合色素质量比、抗氧化酶(SOD、CAT、POD)活性、丙二醛(MDA)含量、游离脯氨酸质量比的影响,以及凤眼莲和大薸对铀的富集能力。结果表明:随铀处理质量浓度增大,凤眼莲和大薸体内铀质量比增加,在50 mg/L铀胁迫下,两者体内铀的质量比达1 550.2 mg/kg和963.0mg/kg;在铀的质量浓度为0.1 mg/L时,凤眼莲和大薸的光合色素质量比无显著变化(p>0.05),随着铀质量浓度的增大,光合色素质量比持续降低;在铀的质量浓度为0.1~1 mg/L时,抗氧化酶系统在凤眼莲和大薸缓解较低质量浓度铀胁迫所引起的膜脂过氧化中发挥了重要作用;凤眼莲对铀的耐受能力要强于大薸;高质量浓度(20 mg/L和50 mg/L)铀处理下,凤眼莲和大薸抗氧化酶活性受到抑制;作为渗透调节物质,二者游离脯氨酸质量比均高于对照。     

基于不同类型水体特征的饮用水健康风险综合评价

基于不同类型水体特征,提出了以健康风险评价模型为核心,适用于同一区域不同类型(河流型、湖库型和地下水型)的饮用水健康风险评价方法体系.该方法体系包括区域特征分析、评价指标筛选、评价模型选择、环境风险综合评价和环境风险管理5个步骤.应用该方法体系对郑州市3类水体类型的典型饮用水源进行健康风险评价.结果表明:河流型和地下水型饮用水主要风险因子为Cr6+和Ca,湖库型饮用水主要风险因子为Cr6+和Sn;3类型水体风险较大者为湖库型,应在风险管理中给予重视.     

黑麦草对铀胁迫的生理响应及其积累特征研究

针对铀矿冶地域周边低放土壤的植物修复问题,采用盆栽试验,研究了黑麦草在不同质量比(0、1 mg/kg、5 mg/kg、20 mg/kg)铀胁迫下的生长响应、抗氧化体系酶活性的变化及对铀的积累特征。结果表明,低质量比(土壤铀质量比为1 mg/kg)铀胁迫下,黑麦草叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素质量比增加,但随土壤中铀质量比增加,植物光合色素质量比逐渐下降。当土壤铀质量比为1 mg/kg时,黑麦草茎叶和根部的可溶性蛋白质质量比均较对照组略有增加,随土壤铀质量比增加,当土壤铀质量比为5 mg/kg和20 mg/kg时,黑麦草茎叶和根部的可溶性蛋白质质量比均呈降低趋势,且均低于对照组。铀胁迫诱导植物体内丙二醛(MDA)质量比呈明显升高的趋势。当土壤铀质量比低于5 mg/kg时,铀胁迫茎叶和根部的抗氧化体系酶(过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT))活性提高,当土壤铀质量比为20 mg/kg时,黑麦草茎叶和根部的POD、SOD、CAT活性大幅降低。黑麦草对铀的富集量随铀质量比增加而增加,土壤铀质量比为20 mg/kg时,黑麦草对铀的生物富集量达到最大值,其中,地上部铀质量比为70.94 mg/kg,根部铀质量比为338.37 mg/kg。铀质量比在黑麦草体内分布为地上部小于根部。     

微生物吸附处理低浓度含铀废水的效能

生物吸附是目前处理低浓度含铀废水最有前途的方法之一.本文探讨了不同种类微生物的来源及其对铀的吸附效能.分析了生物吸附过程的影响因素和吸附机理.细菌、放线菌、真菌和藻类对铀的吸附能力依次递减,pH值、菌种预处理、共存离子和金属初始浓度是生物吸附的主要影响因素;微生物的细胞结构在生物吸附过程中发挥了重要的作用,静电吸附、酶促反应、无机微沉淀和氧化还原等是生物吸附的主要机理.最后预测了生物吸附处理低浓度含铀废水的研究方向.     

奇球菌(Deinococcus radiodurans)吸附U(Ⅵ)的试验研究

为了探讨奇球菌对铀的吸附特性,研究了pH值、吸附时间、菌体浓度、铀起始浓度和预处理奇球菌对铀吸附的影响,并考察了菌体上铀的解吸作用.结果表明,在pH值为4.0时,吸附量最大;30 min吸附基本达到平衡;吸附量与菌体浓度负相关,与铀起始浓度正相关,吸附量最大可达126.27 mg/g.经乙醇预处理的菌体,其吸附量有所上升.解吸试验表明,0.5 mol/L Na2CO3对铀的解吸率可达93.15%.与Langmuir吸附模型相比,奇球菌对U(Ⅵ)的吸附更符合Freundlich吸附等温式.     

东平湖水源地水环境健康风险初步评价

为了解东平湖水环境中污染物的分布特征、来源及健康风险,于2010年12月(冬季)环湖均匀采集了33个表层水样,分析了其N、P营养盐和Hg、As的质量浓度,并应用健康风险评价模型进行初步评价.结果表明,以《地表水环境质量标准》( GB 3838-2002)Ⅲ类水标准值为评价标准,总P和Hg质量浓度的超标率分别为30.3％和48.4％.湖东区、东南区总P质量浓度较高,可能是由于大汶河的输入和底泥的二次释放;沿湖四周Hg质量浓度高于湖心区,这可能与库区燃煤和垃圾焚烧有关.As通过饮水途径产生的致癌风险平均值为2.18×10-6 a-1,高于美国国家环保局( US EPA)推荐的1.0×10-6a-1的最大可接受风险水平,超标率为77.4％;而非致癌物Hg、NH4+ -N和NO3- -N的健康风险等级为10-12～ 10-9 a-1.研究表明,东平湖水环境中致癌物As的健康风险值远大于非致癌物质,建议对As作进一步的溯源调查.     

腐殖酸吸附水中铀的特性与机理

通过序批式试验研究了腐殖酸(Humic Acid,HA)对铀的吸附行为及时间、吸附剂用量、铀的初始质量浓度、pH值、温度和共存离子等试验条件对吸附的影响,分析了其热力学和动力学过程,用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)手段分析了相关吸附机理.结果表明,吸附过程在60 min后达到动态平衡,吸附率最高达99％以上.当pH值在5左右时,HA投加量越大,吸附效率越高.体系中HCO3-、H2PO4-;的存在对HA吸附U(Ⅵ)有促进作用,而柠檬酸根离子、EDTA2-及Cr6+、Mn2+使HA对U(Ⅵ)的吸附率降低,影响程度与其离子浓度正相关.准二级吸附动力学方程可以较好地描述HA吸附U(Ⅵ)的动力学规律,R2=0.9951.当温度为25℃时,U(Ⅵ)质量浓度与吸附量之间的关系符合Langmuir经验公式,饱和吸附容量为170.94 mg/g.HA吸附U(Ⅵ)前后的IR光谱分析表明,HA主要含有—OH、—COOH、—NH2、—C—N、苯环等结构,推断与U(Ⅵ)相互作用的主要基团为—OH、—C=O、—C—N—、—NH2.     

内蒙古大河口水库水体重金属污染程度及健康风险评价

为查明滦河上游大河口水库水体重金属的污染程度及潜在的致癌与非致癌风险水平,分别于2017年1月、7月、10月对库区内15个监测点共采集135个水样,对Cr、Pb、As、Fe、Ni、Cu、Al共7种重金属元素分析检测,并采用美国EPA推荐使用的健康风险评价模型对水库不同蓄水期水质展开健康风险评价.结果 表明:不同蓄水期水库水体7种重金属的平均检测质量浓度范围为0.005 ～0.129 mg/L,除重金属Ni含量超标外,其余重金属元素的含量均未超出我国《地表水环境质量标准》中Ⅲ类水体标准限值.库区水体成人年均致癌健康风险值在10-7～ 10-5.儿童年均致癌风险是成人的2.7倍,儿童年均非致癌风险是成人的2.5倍.水库的非致癌重金属Ni、Fe、Cu、Al的年均健康风险值介于10-12～ 10-9,小于总体健康风险值的1％.健康风险主要来自于重金属致癌风险,主要风险物为As,其次为Cr,平均值分别为4.85×10-6a-1和3.93×10-6a-1,均接近国际辐射防护委员会(ICRP)所推荐的最大可接受风险水平,应优先列为大河口水库水环境重金属污染风险的管控目标.     

基于多元统计的淮河中上游农业区地下水水质控制因素分析

以项城市地下水为主要研究对象,采用主成分分析方法和Q型层次聚类分析方法,辨别地下水化学变化不同来源,以判断地下水化学组成的主要控制因素.采用主成分分析方法,对102个地下水化学组成提取特征值大于1的5个主成分,累计贡献率达到73.10％.主成分1显示,TDS、总硬度、Cl-、Cd和Pb具有良好的正相关关系,表明地下水水质可能受到来方于工业废水的影响:主成分2显示,F-、I-和pH值具有良好的正相关关系,表明地下水水质受到水-岩作用的影响:生成分3显示,K+和P具有很好的相关性,与Cr也具有较好的相关性,表明地下水受化学肥料的影响:主成分4显示,COD、氨氰和Cu具有较好的相关性,表明地下承受到生活污水的影响;主成分5显示,NO3-和NO2-具有正相关性,表明地下水受化学肥料的影响,者与Mn具有负相关性,表明地下水存在部分还原环境.Q型层次聚类分析将项城市102个地下水水样分为4组:1)受工业废水入渗潜在影响的地下水,其TDS、总硬度、NO3-、Cl-、Pb、Cr、Cd和Ba质量浓度较高,pH值较低,主要分布在研究区的北部、中部和东南部,占研究区比例为28 4％;2)受生活污水入渗和农业面源污染潜在影响的地下水,其K+、Cu、P、COD、NH4+和NO2-质量浓度较高,主要分布在研究区的中北部和中南部,占研究区比例为17.6％;3)受水-岩相互作用潜在影响的地下水,其I-、F-和pH值质量浓度较高,地下水埋深最深,分布较分散,占研究区比例为12.7％;4)混合水,其上述离了质量浓度中等,主要分布在研究区的中西部和南部,占研究区比例为41.39％.结果表明,研究区地下水污染与工业废水、生活污水和农业面源污染等有密切关系,且地下水埋深越浅,地下水污染程度越高.     

铀胁迫对香根草生理生化指标的影响

采用水培方式研究了不同质量浓度(0、0.1 mg/L、1 mg/L、5mg/L、10 mg/L、20 mg/L)铀胁迫下香根草光合色素质量比、可溶性蛋白质质量比、丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶(超氧化物歧化酶SOD、过氧化物酶POD、过氧化氢酶CAT)活性、非酶物质(非蛋白巯基NPT、谷胱甘肽GSH和植物络合素PCs)含量的变化.结果表明,铀质量浓度为0.1 mg/L和1 mg/L时,可促进香根草光合色素和可溶性蛋白质质量比的增加,但随铀质量浓度增加,光合色素和可溶性蛋白质质量比逐渐下降.铀胁迫诱导香根草体内MDA含量、POD活性和CAT活性呈明显升高的趋势,SOD活性则表现为逐渐下降的趋势.不同质量浓度铀胁迫对香根草根部NPT、GSH和PCs含量无明显影响,铀质量浓度为0.1 mg/L时香根草根部NPT、GSH和PCs含量略有增加;随铀胁迫质量浓度增加,叶片内GSH含量逐渐下降,NPT和PCs含量则逐渐升高.     

某铀尾矿库渗水中铀的化学形态和影响因素模拟分析

铀尾矿库中铀是污染周边环境的主要根源,其半衰期长难以处置。本文以我国南方某铀尾矿库为例,利用地球化学模拟软件PHREEQC对尾矿库渗水铀的主要化学形态和影响因素进行模拟分析。结果表明:(1)尾矿库渗水中铀主要以正六价存在,约占总铀浓度的99.99%,且其6种主要化学形态所占百分比大小为:UO_2F~+UO_2F_2UO_2SO_4(UO_2SO_4)_2~(2-)UO_2~(2+)UO_2F_3~-。(2)铀的6种主要化学形态摩尔浓度在4.1pH值6.1受影响较小,而当pH值6.1时,摩尔浓度下降明显;温度除了对UO_2(SO_4)_2~(2-)的摩尔浓度影响较大之外,对铀的其他主要化学形态摩尔浓度影响较小。(3)随着p E值的增大,渗水溶液中U6+摩尔浓度减小,U~(4+)和U~(5+)摩尔浓度增加。(4)该场地下U~(6+)迁移占绝对优势,建议采用阻滞材料阻滞迁移。     

铀污染环境下植物的光合生理变化及对铀的吸收转移

在25 mg/kg、75 mg/kg、125 mg/kg、175 mg/kg铀(乙酸双氧铀)污染土壤的盆栽试验中,通过光合气体交换参数和叶绿素荧光参数研究了铀对向日葵(Helianthus annuus)、四季豆(Phaseolus vulgaris)、红圆叶苋(Iresine herbstii)、四季牛皮菜(Beta vulgaris L.)和大叶菠菜(Spinacia oleracea)5种植物光合生理的影响。结果表明:1)在不同质量比铀处理下,植物光合生理变化较大。四季豆的净光合速率(Pn)是对照(CK)的35.2%~87.0%,大叶菠菜是CK的147.4%~178.1%,红圆叶苋是CK的112.3%~133.5%,向日葵是CK的98.2%~115.6%,四季牛皮菜是CK的94.7%~108.4%;铀污染使植物的初始荧光(Fo)均降低,最大光化学量子产量(Fv/Fm)增加0.3%~3.7%,但在铀质量比为125 mg/kg和175 mg/kg时,红圆叶苋的Fv/Fm略有下降,为对照的99.3%和98.0%,整体影响不明显。2)茎叶铀质量比以四季豆和大叶菠菜较高,根系铀质量比以四季豆和向日葵较高,整株铀质量比较高的依次是四季豆、大叶菠菜和向日葵。但试验植物地上器官铀质量比均小于根系铀质量比,植株铀质量比小于土壤铀污染量,说明这5种植物的铀转移能力较低。3)四季豆光合系统抗铀胁迫能力较弱,但根系铀质量比是土壤铀污染量的1.55~2.45倍,可以作为固持修复植物。     

某铀尾矿库氡析出对安全防护距离影响分析

以某铀尾矿库为研究对象,从源的强度、当地气候、地形等,分析了铀尾矿库主要风频下风向区域的氡浓度分布,及其所致的公众年有效剂量。结果表明,高斯模式理论计算和实际测量结果比较吻合,说明氡在大气扩散的高斯模式理论计算只要参数选择合理此方法是可行的。以公众年有效剂量限值为标准,验证了该铀尾矿库辐射安全距离内居民的辐射剂量在国家限值标准以内,建议根据现场实际,合理地确定安全防护距离。     

铀胁迫对5种牧草种子萌发的影响

为进一步探究放射性重金属铀污染环境对植物种子萌芽及生长所产生的迫害,根据我国铀矿冶废水中铀的质量浓度(5 mg/L)选择不同质量浓度(0、1 mg/L、5 mg/L、10 mg/L、15 mg/L、20 mg/L)的铀溶液进行试验,用以胁迫5种1年生牧草(三叶草、苜蓿草、黑麦草、高丹草和苏丹草)种子,同时观察记录各自的萌发状况(发芽数和第7 d幼苗生长长度),计算其发芽率、发芽势、发芽指数(GI)、活力指数(VI)及耐性指数,并与对照组进行量化指标比较。最后比较各牧草种子所受到的危害并做出评价。结果表明:对于不同程度的铀污染,多数植物表现为低质量浓度促进其种子萌发,高质量浓度则严重抑制甚至致死。对于三叶草、苜蓿草和黑麦草种子,低质量浓度(1 mg/L)铀溶液促进种子的萌发,质量浓度升高则为抑制,其中黑麦草表现稍异常,质量浓度为5 mg/L时对种子萌发有促进作用,使最终发芽率较对照提升14%;对于高丹草,低质量浓度(5 mg/L)时促进种子萌发,而在质量浓度稍低于或超过5 mg/L时表现出明显的抑制现象,各指标低于对照13%左右;苏丹草则仅呈现抑制现象,铀质量浓度为5mg/L时抑制现象稍轻,最终发芽率较对照组仅降4%,小于或大于5mg/L时均受抑制,且质量浓度越高抑制现象越明显,最终发芽率最高仅28%。     

铀尾矿堆黏土覆盖治理数值模拟研究

根据铀尾矿堆中放射性核素氡迁移特性,建立覆盖情况下铀尾矿堆氡迁移模型,创新性地使用COMSOL multiphysics软件对覆盖层中氡浓度分布进行可视化数值模拟,采用正交试验对结果进行了分析,并采用RAD7测氡仪分两组实地测量某铀尾矿堆黏土覆盖后的氡浓度。结果表明,采用黏土覆盖时,覆盖层厚度1 m,孔隙率0. 30比较经济合理,黏土参数最佳水平组合为:扩散系数0. 8×10~(-6)m~2/s,孔隙率0. 30,覆盖材料密度1 850 kg/m~3,渗透率20×10~(-12)m~2,吸附系数0. 82 L/kg。研究使用COMSOL multiphysics软件进行可视化数值模拟,开拓了尾矿堆治理的研究思路,具有重要的理论和实际意义。     

L-谷氨酸功能化氧化石墨烯制备及其对铀的吸附研究

为探讨改性氧化石墨烯(GO)的性质特征对其吸附放射性重金属铀的影响,将L-谷氨酸(L-Glu)与氧化石墨烯发生亲核反应,从而制得L-谷氨酸功能化的氧化石墨烯(L-Glu/GO)。通过静态吸附试验,考察了p H值、投加量、反应时间、温度与铀初始质量浓度等因素对L-谷氨酸功能化氧化石墨烯吸附铀效果的影响,并采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)对吸附剂的结构和形貌进行了表征,分析其吸附机理。结果表明,铀初始质量浓度为10mg/L,p H=4,投加量为0. 2 g/L时吸附效果最佳,吸附平衡时间为40 min,温度对吸附效果影响不大。吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附方程,铀初始质量浓度为70 mg/L,30℃时最大吸附容量为309. 36 mg/g。L-Glu/GO的表征结果表明,L-谷氨酸上的氨基进攻GO上的环氧基团并与C发生了亲核取代反应,为GO引入了含氮基团,实现了GO的功能化。相比GO,L-Glu/GO的晶体结构发生了较大改变,L-Glu/GO吸附U(VI)后表面更光滑。