铀在外生成矿作用中的一些地球化学特点

<正> 铀在外生成矿作用中最普遍的迁移形式是碳酸铀酰和腐植酸铀酰络离子,其次是氢氧铀酰络离子,而硫酸铀酰络离子是极少见的迁移形式。 成矿介质的氧化-还原特性是外生条件下铀迁移的最重要的物理-化学因素。地壳中广泛分布着氧化、潜育还原和硫化氢还原等三种基本环境。它们常常在     

用激光技术分析环境中微量铀

前言国内外分析微量铀的技术,正在迅速发展。一般常用的分光光度法、固体荧光法和中子活化法,由于操作和实验条件复杂,已逐渐被激光荧光法所取代。根据铀酰络合物的荧光特性,用激光荧光法测定痕量铀,灵敏度高,检出限低,对自然界样品无需浓缩分离。可直接测定湖水、河水、泉水、井水及自来水中的铀含量。     

测定环境水中U的还原反应影响因素及控制

在自然界中,铀广泛分布于地壳和水中,它在地壳中的含量约为3ppm,在海水中铀的含量约为3～4μg/l。在水交替强烈带的地下水中铀含量一般为0.1～1μg/l,很少到10μg/l,在放射性物质毒性分类中,铀属高毒性元素。自然界中铀主要呈四价和六价,即与氧结合成二氧化铀UO_2和铀酰离子(UO_2)~(+2),并形成各种铀酰盐,在地下水的作用下,易溶     

磁性微藻复合物的制备及其对铀的吸附性能研究

通过水热法对冷冻干燥得到的雨生红球藻粉(PRCP)进行改性,合成了磁性γ-Fe₂O₃/PRCP,并采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X-射线光电子能谱(XPS)、X射线能谱分析(EDS)、BET等方法对材料的形貌和结构进行了表征,通过静态吸附实验分别探究了不同pH值、初始铀浓度、温度、时间等对铀酰离子吸附性能的影响.结果表明,在初始pH=6时,材料对铀的吸附效果最好.从吸附动力学看,吸附过程更符合准二级动力学模型.通过对材料进行热力学模型拟合发现,在25℃、pH=6时材料吸附过程更符合Langmuir方程,且随着溶液中初始铀酰离子浓度的升高,材料表现出了更好的吸附效果.     

基于脱氧核酶的水中铀酰离子荧光检测方法研究

为了实现对于水中铀酰离子的快速灵敏检测,本研究基于脱氧核酶(DNAzyme)对铀酰离子的高特异识别能力及荧光共振能量转移(FRET)的信号产生原理,建立了铀酰离子的荧光检测方法.结果发现,在铀酰离子存在的条件下,两端分别标记荧光基团和淬灭基团的底物链被标记淬灭基团的酶链特异性切断,释放标记荧光基团的底物链片段,使得体系的荧光信号强度得到提高.通过底物链与酶链的比例、浓度及反应时间的优化,提高了检测方法的灵敏性,结果显示,本方法对于铀酰离子的检测限可达到0.7 nmol·L~(-1)(3S/N),并在4~20 nmol·L~(-1)之间保持良好的线性检测范围,整个检测过程仅需6 min即可完成.本检测方法具有良好的选择性,常见的金属离子铜、铅、汞、砷、镁、钙等对于检测结果无明显干扰作用.对清华大学饮用水及自来水的加标回收率实验结果显示,加标回收率分别为98.0%~107.8%和90.0%~108.0%.本研究为今后铀酰离子在实际环境水体中的检测奠定了基础.     

电动修复过程中电解质浓度对U(Ⅵ)迁移和能耗的影响

采用了柠檬酸与氯化铁组合的一种复合电解质,研究不同的电解质浓度对U（Ⅵ）的迁移行为和能量利用率的影响.结果表明：柠檬酸和氯化铁的最佳浓度为0.1mol/L CA+0.03mol/L FeCl₃,该浓度时铀的去除效率约为（61.55±0.41）%,累积消耗能量为0.2559kW·h,能量有效利用率β为（0.24±0.02）×10³.采用Visual MNIETQ软件模拟铀在pH值为3.0的柠檬酸和氯化铁溶液中的存在形式,结果表明主要以大量铀-柠檬酸根络合物（UO₂-Citrate^-）和少量的铀酰离子（UO₂²⁺）存在,此时铀主要从阴极向阳极迁移.当氯化铁浓度增加至0.05mol/L时,铀的去除率相应减少,产生此现象与电渗流强度及方向、氢氧化铁胶体吸附等因素有关.相较于单一的柠檬酸和盐酸,以柠檬酸和氯化铁组合的电解液具备去除效率高、浸出毒性低、土壤修复后危害小等优势.     

生物对铀的吸附研究

研究榕树叶、啤酒酵母菌、大肠杆菌在不同pH值、吸附时间t和不同初始浓度的铀下吸附的规律,进行了实验室吸附模拟实验,绘制出吸附等温线,并由吸附等温线Freundlich曲线求出相应参数。初步对榕树叶、啤酒酵母菌、大肠杆菌对铀的吸附能力进行评价:大肠杆菌对铀酰离子吸附强度强于啤酒酵母菌和榕树叶的吸附强度;而榕树叶的吸附强度优于啤酒酵母菌铀酰离子的吸附强度。     

甲醛修饰酿酒酵母对铀的吸附研究

采用批次实验方法探究了甲醛修饰酿酒酵母对铀的生物吸附过程.结果显示,甲醛修饰能显著提高酵母对铀的吸附能力,其吸附量是同等实验条件下活酵母的6倍,动力学研究表明,达到吸附平衡仅需90 min,并且能较好地符合准二级动力学吸附模型.实验的最佳吸附pH为5.8.Langmuir和Freundlich模型均能用于拟合实验数据且实验结果与Langmuir模型更加吻合.扫描电镜和傅里叶变换红外光谱分析结果表明,甲醛修饰改变了细胞的表面形貌和蛋白结构,使氨基发生了甲基化,羟基形成配位共价键,在酵母吸附铀后,细胞表面不均匀地附着了一层鳞片状的铀沉淀.铀沉淀与络合物的形式多种多样,且与羧酸盐主要络合物为双齿配体结构,甲醛修饰酿酒酵母与铀酰离子相互作用存在着络合,沉淀以及静电吸附等多种机理.     

海拉尔盆地地下水铀的分布特征及富集规律

通过采集海拉尔盆地地表水样品12件,地下水样品67件,运用Durov图、等值线图和铀形态计算理论,结合数理统计方法,分析研究区域地下水铀的分布特征和赋存形态,结果表明:海拉尔盆地赫尔洪德凹陷地区主要为HCO₃-Ca·Na型,蹉岗隆起、乌尔逊凹陷和贝尔凹陷地区主要为Cl-Na型和HCO₃-Na型,巴彦山隆起地区主要为HCO₃-Na型,红旗牧场和新宝力格凹陷主要为Cl-Na型.研究区域铀的分布范围为17~425μg/L,平均值为80μg/L,标准偏差为70μg/L,引发了区域地源性地下水铀污染问题.地下水中以UO₂(CO₃)₃^4-和UO₂(CO₃)₂^2-的主要形式存在,与Eh表现的氧化还原环境具有一致性,其中呼伦贝尔湖东南部属于地下水铀成矿有利区域.潜在铀成矿范围属于重碳酸铀酰占优势的HCO₃型含铀地下水,铀酰碳酸盐复合物应占主导地位,铀的溶解与HCO₃^-的增加有关,地下水中的铀存在参与碳酸盐岩和硫酸盐岩的混合溶滤作用的可能性,UO₂(CO₃)₃^4-、UO₂(CO₃)₂^2-、U₄O₉和沥青铀矿等处于饱和状态,总Fe和(Ca²⁺+Mg²⁺)浓度较低,各种水化学指标对铀富集具有指示意义,因此可将其视为潜在铀源的参考依据.     

地浸井场外围含水层砂岩对铀的吸附行为

天然含水层介质对铀的吸附是地下水铀天然衰减的决定因素.然而,人们对天然含水层砂岩吸附铀行为的认识相当有限.因此,本文采用静态实验及数值模拟相结合的方法研究了地浸井场外围砂岩对铀的吸附行为,探究了天然砂岩对溶液中铀的吸附动力学和等温吸附特征,研究了铀初始浓度、pH、其他离子种类与浓度对铀吸附的影响.结果表明,准二级动力学方程与Freundlich等温吸附模型可以更好地表征砂岩对铀的吸附行为;随着溶液中铀初始浓度的增大,砂岩对水溶液中铀的吸附量增大,吸附率减小;在初始pH=3时,铀的吸附率达到最大,为77%;砂岩对溶液中铀的吸附率会随反应体系中Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-、HCO^-₃等离子浓度的升高而下降,4种共存离子对该吸附过程抑制能力的顺序为:SO₄^2-2+2+-₃.这些研究结果可为地浸...     

UiO-66/UiO-66-PYDC的制备及其对UO22+吸附性研究

通过水热法合成了两种锆基有机骨架材料,采用XRD、SEM、IR、TG、EDS、BET等技术对材料的结构和形貌进行了表征,并通过静态吸附实验在不同条件下测试所制材料对UO2+2的吸附性能,考察了时间、温度、初始铀浓度、pH、CO2-3对吸附的影响.结果表明:Ui O-66体系对铀酰离子的吸附以化学吸附为主,通过表面的羧基官能团与铀酰离子结合从而达到吸附的目的.此外,本实验中材料的比表面积对吸附的影响不明显.在初始最佳pH为10.5的条件下,通过热力学模型拟合发现,低浓度下Ui O-66拥有更大的吸附量.随着溶液中初始铀酰离子浓度的升高,Ui O-66-PYDC展现出更好的吸附效果.     

高岭土对铀的吸附试验研究

通过批试验,对高岭土吸附铀的过程进行了研究,考察了吸附时间、pH值、离子强度、高岭土投加量和反应温度对其吸附效果的影响,并探讨了高岭土对铀的吸附动力学及热力学特性。结果表明:高岭土对溶液中铀的吸附在80h左右达到平衡;当溶液pH值为4.0~8.0时,高岭土对溶液中铀具有良好的吸附效果,吸附率可达99.94%;离子强度对其吸附效果影响甚微;高岭土对铀的吸附为吸热自发反应,高温可缩短吸附时间;铀吸附动力学可用准二级速率方程描述,相关系数为0.999 4;铀吸附热力学等温线符合Langmuir模型,相关系数可达0.993 1;高岭土吸附铀主要是表面单分子层吸附。     

基于脱氧核酶的水中铀酰离子光纤倏逝波生物传感检测技术研究

为了满足铀的高通量快速筛查及环境突发事件快速检测的需要,本研究利用脱氧核酶的特异性催化反应,结合本课题组自主研制开发的倏逝波光纤生物传感器,通过设计两步法的反应策略,即"均相反应,固相杂交"的检测方案,建立了光纤倏逝波生物传感检测铀酰离子的新型技术方法.结果发现,该方法对于5~100 nmol·L~(-1)内的铀酰离子具有良好的线性检测区间,检测限低至0.5 nmol·L~(-1),整个检测过程仅需16 min即可完成,铅和汞等10种金属离子对于本检测方法无明显干扰,表现出了对铀酰离子的良好选择性.传感光纤可重复使用100次以上,不会有信号的明显衰减,可有效降低检测成本.对丹江口水库水进行的实际水样加标回收实验结果显示,丹江口水库实际水样的加标回收率为91.6%~94.6%.本研究可为利用生物传感器法检测环境水体中的铀酰离子提供技术支撑.     

多孔SiO_2凝胶对废水中铀的吸附性能研究

采用间歇法研究了多孔SiO2凝胶在不同的条件下(pH值、固液比、浓度、介质)对溶液中铀的吸附性能,并初步探讨了其吸附机理。研究结果表明:分相法制备的多孔SiO2凝胶对铀具有良好的吸附性能,吸附机理符合Langmuir等温吸附方程,为单分子层包覆;吸附体系的最佳pH值约为6.0,最佳固液比约为1∶500,对铀的吸附的平衡吸附量随着初始浓度的增大逐渐升高直至饱和,平衡吸附率及吸附比逐渐降低;对铀的吸附性能与溶液中干扰离子的种类和价态有关,三价离子对铀的吸附反应影响较大,二价及一价离子对铀的吸附反应基本无影响。     

纳米零价铁去除水溶液中低浓度U(VI)的试验研究

采用硼氢化钠还原高价铁的方法制备纳米零价铁并用XRD和SEM图谱对其进行表征,通过批试验考察了pH值、离子强度、铀初始浓度、固液比和温度等因素对纳米零价铁去除水溶液中低浓度铀[U(VI)]效果的影响。结果表明:当溶液pH值为3.0~5.0时,纳米零价铁对水溶液中低浓度铀具有较好的去除效果;当铀初始浓度为100μg/L、pH值为5,铀的去除率达78%;离子强度和温度基本不影响钠米零价铁对低浓度铀的去除效果;纳米零价铁对水溶液中低浓度铀的去除主要是化学反应控制,还原沉淀作用使U(VI)变为U(IV)以达到去除的目的。     

富里酸-高岭土复合体对溶液中铀的吸附效果探究

为提高高岭土对溶液中铀的吸附效果,将富含官能团的富里酸与高岭土结合形成富里酸-高岭土复合体,通过静态对比试验,研究了pH值、反应时间和吸附剂投加量等因素对富里酸-高岭土复合体的铀吸附效率的影响。试验结果表明:富里酸-高岭土复合体对铀的吸附效率与高岭土相比有显著的增加,富里酸-高岭土复合体和高岭土对铀的吸附率在pH值为5时分别可达99%和80%;富里酸-高岭土复合体和高岭土对铀的吸附反应均在反应时间为20 h达到吸附平衡,富里酸-高岭土复合体和高岭土两种吸附剂的吸附反应皆遵循准二级动力学吸附规律;当吸附剂投加量在0.1～0.5 g之间时,随着富里酸-高岭土复合体和高岭土两种吸附剂投加量的增加,铀的吸附率也随之增加,铀的最大吸附率分别可达87%和78%;铀的解吸效率随着富里酸溶液浓度的增加而增加,相较于用超纯水作洗脱剂的空白试验,铀的解吸率可达60%;富里酸-高岭土复合体对溶液中铀的最佳吸附条件为:溶液pH=5、反应时间20 h、吸附剂投加量0.5 g。该研究结果可为提高溶液中铀的提取与去除效率提供理论依据。     

用1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰吡唑酮-5(PMBP)从磷酸溶液中萃取铀(Ⅳ)

<正> 本文研究用萃取光度法测定磷酸溶液中的铀含量。为了达到这一目的,已经研究了几种技术。其中之一是测定低量铀(0.02—0.2克/升)的方法,它是用二(2-乙基已基)磷酸(DEHPA)和三辛基氧化膦(TOPO)协同萃取铀(Ⅵ),再用每升含20克铁(Ⅱ)的8.6M磷酸反萃取铀(Ⅳ),最后在醋酸盐缓冲溶液     

碳酸钙对煤灰中铀赋存形态及矿物组成的影响研究

为研究向煤中添加碳酸钙混燃对煤灰中铀赋存形态及矿物组成的影响,选取两种云南临沧煤样进行室内燃烧试验,基于逐级提取方法,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)分析原煤及煤灰中铀的赋存形态,并结合X射线衍射(XRD)分析、X射线荧光光谱(XRF)分析和差示扫描量热法(DSC),研究了煤中添加碳酸钙混合燃烧对煤灰中铀的赋存形态、化学组成和矿物组成的影响机理。结果表明:随着碳酸钙添加剂量的增加,煤灰中以残渣态形式存在的铀会逐渐转化为碳酸盐结合态铀或铁锰氧化物结合态铀;煤燃烧过程中,碳酸钙的分解产物与赤铁矿反应生成可被盐酸羟胺还原的黑钙铁矿,增加了铁锰氧化物结合态铀,且钙可能进入硅铝酸盐矿物晶格破坏硅氧键,并与之结合生成较石英、长石更易溶的钙铝硅酸盐。因此,煤中添加碳酸钙可以通过改变燃烧后的煤灰中铀的赋存形态和矿物组成来增加其酸溶性,有利于煤灰中铀的回收与利用。     

黄秋葵对铀胁迫的光合生理响应及吸收特征

实验模拟尾矿区土壤铀污染,采用盆栽试验,研究了黄秋葵对铀(U)的抗逆性及富集能力。结果表明:(1)所设浓度土壤铀污染未明显抑制植物生长,土壤铀浓度500 mg/kg时,地上部干重较对照提高63.23%,表明实验浓度未达到影响黄秋葵生长的阈值;(2)土壤铀污染对黄秋葵叶片气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)影响明显,250 mg/kg铀处理时分别为对照的178.9%和158.6%;500 mg/kg铀处理时,叶片的相对可变荧光(V_J)降低4.54%,250 mg/kg处理时ψo为对照的81.51%,φEo为对照的66.88%,PI_(abs)为对照的65.66%;(3)黄秋葵对铀的富集浓度在500 mg/kg处理下达到最大,地上部、地下部铀浓度分别达到30.18 mg/kg和207.89 mg/kg;BCF和TF在中低浓度时较高,最大值分别出现在100 mg/kg和50 mg/kg处理下。黄秋葵对铀具有较强抗性及富集能力。     

满江红对不同形态铀的吸附行为

首先采用Visual MINTEQ 3.1软件模拟了不同pH及不同浓度的碳酸盐或磷酸盐溶液中不同形态铀所占的比例;随后根据模拟结果,配制了5种分别含有UO_2~(2+)、(UO_2)_3(OH)_5~+、UO_2(OH)_3~-、UO_2(CO_3)_3~(4-)和UO_2PO_4~-的铀溶液;最后通过水培实验研究了满江红对这5种不同形态铀的吸附行为.结果表明,这5种不同形态铀对满江红的生长抑制率有显著差异,UO_2~(2+)、(UO_2)_3(OH)_5~+、UO_2(OH)_3~-及UO_2(CO_3)_3~(4-)均能抑制满江红的生长,其中,UO_2~(2+)对满江红的生长抑制率最高,而UO_2PO_4~-则可以促进满江红的生长,但满江红对UO_2~(2+)和(UO_2)_3(OH)_5~+的吸附效率相对较高.当溶液中铀的浓度为2 mg·L~(-1)时,UO_2~(2+)对满江红的富集量和富集系数分别达到了3831 mg·kg~(-1)和1916,(UO_2)_3(OH)_5~+对满江红的富集量和富集系数分别达到了3057 mg·kg~(-1)和1529.可见,要提高满江红对水中铀的去除率和富集量,应将溶液中铀的形态调控为以UO_2~(2+)或(UO_2)_3(OH)_5~+为主,同时要降低溶液中碳酸盐和磷酸盐的含量.