铀在凹凸棒石上的吸附特性与机制研究

采用静态实验方法研究了凹凸棒石对水溶液中铀的吸附特性,考察了溶液pH值、初始浓度、吸附时间对吸附的影响,用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)表征凹凸棒石的形貌和结构,用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)表征凹凸棒石吸附铀前后结构的变化,探讨了凹凸棒石对铀的吸附动力学及吸附机制.结果表明,pH值对凹凸棒石吸附铀的影响显著,且在pH=5时吸附量最大.吸附量随着时间增大而增大,在2 h内可以达到平衡,吸附等温线方程符合Langmuir等温吸附模型,吸附过程为准二级动力学模型.由FTIR分析可得,凹凸棒石吸附铀后,在高频区3 700～3 000 cm-1内吸光度减弱,可能是由于铀与凹凸棒石的R—OH发生配位作用形成了R—OUO2+或(R—O)2UO2等络合物;在中频区1 700～800 cm-1内吸光度减弱,可能是铀离子和镁离子产生离子交换作用.铀在凹凸棒石上的吸附机制主要表现为离子交换和配位作用.     

丁二酸改性茶油树木屑吸附铀的研究

为了探究丁二酸改性对茶油树木屑吸附铀的促进作用,将茶油树木屑经过粉碎、筛分、碱化和酸化等前处理后,再利用丁二酸对茶油树木屑作改性处理.红外分析表明改性后木屑内部的化学基团中增加了羧基、酯基;扫描电镜可知,改性后的茶油树木屑由致密平直的条状结构变为疏松褶皱的叶片状结构,说明改性作用增加木屑内部的空隙.通过静态吸附实验,考察了吸附反应时间、木屑用量、p H值、温度、以及溶液初始浓度等因素对茶油树木屑改性前后吸附铀的影响;结果表明,茶油树木屑经丁二酸改性后对铀吸附效果明显提高,在12.5 mg·L-1的铀溶液中约提高了20%.改性和未改性的茶油树木屑对铀的吸附都在180 min内达到平衡,并且都符合准二级动力学模型.改性和未改性茶油树木屑对铀的吸附等温线都符合Langmuir和Freundlich模型.且由Langmuir等温方程计算可知,在35℃、p H=4.0条件下,改性后的茶油树木屑对铀的最大吸附容量(Qm)由21.413 3 mg·g-1提高到31.545 7 mg·g-1.     

核科技：自然科学的原子核时代

核科学技术是一门新兴的尖端科学技术,1896年贝可勒尔（H．Becquerel）在研究铀矿物的荧光现象时,发现铀矿物发射出穿透力很强的不可见射线。这种射线可以使其附近的照片底片感光。这一发现改变了原子是物质不可分割的最小单位的认识。从此揭开了核科学技术的序幕,自然科学从原子时代进入了原子核时代。     

酸模对水中U、Cd、As、Mn的富集特征与去除能力

采用水培试验,研究了酸模在U、Cd、As、Mn单一污染的3个浓度梯度下的生长状况及它对U、Cd、As、Mn的富集特征与去除能力。结果表明,除10 mg/L的Cd抑制了酸模的生长,其余处理均促进了酸模的生长,其最大总干重相对于对照总干重的增长率依次为45.47%、56.90%、35.99%和60.34%;酸模对Cd和Mn的富集系数高于U和As,对4种重金属的转移系数关系为:Mn>Cd>As>U,其中对Mn的转移系数均大于1,最高可达6.9663;酸模对U的去除主要集中在第1天,对Cd、As、Mn的去除主要集中在前29 d。酸模对U、Cd、As、Mn都有一定的富集和去除能力,其中对Mn的富集和去除能力最强。     

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。     

铀尾矿库地下水污染风险评价方法研究

针对尾矿库中铀对地下水的污染风险,通过选取污染物废液产生量、污染毒性、污染物迁移性和场地运行时间4个污染源特征指标建立污染源荷载风险评价体系,并采用层次分析法确定权重,再结合地下水的固有脆弱性评价,用两者风险等级相叠加的方法划分出5种地下水污染风险等级。同时,以某铀尾矿区为例进行地下水污染风险评价,结果表明该地区地下水污染风险级别为中低风险等级。     

基于层次分析和集对分析的铀矿山生态环境安全评价

铀矿山生态环境安全评价对于绿色矿山建设具有重要意义,为了对铀矿山生态环境安全状况进行综合评价,针对铀矿山生态环境特点,基于层次分析法和集对分析原理,建立了铀矿山生态环境安全评价模型。结合某铀矿山生态环境安全现状,开展了该铀矿山生态环境安全综合评价,计算得到综合联系度表达式并对其进行等级判断,确定了铀矿山整体生态环境安全状况等级,同时结合联系度表达式进行了分析,提出了矿山安全管理建议。结果表明:在多指标影响下具有模糊性和随机性的铀矿山生态环境安全评价问题中,该模型通过定量计算,较好的评价了铀矿山生态环境安全状况,方法简便,结果较为准确,为铀矿山生态环境安全评价提供了一个新方法。     

铀尾矿库WSN安全监控镜像约束域定位算法

铀尾矿库的WSN安全监控监测技术是一门新型领域技术,是实现铀尾矿库安全综合治理的重要前提,定位技术因其能够快速定位事件发生区域的地理位置而成为WSN的关键技术之一。RSSI测距定位技术因其易于实现、成本低等特点而被广泛应用,然而其在铀尾矿库中会受到多径、非视距等因素的影响,远距离得到的RSSI值测距误差较大。为此,提出一种镜像最小通信圆约束域定位算法,未知节点利用多个近距离RSSI测距值生成最小通信圆,以锚节点坐标镜像最小通信圆生成镜像圆,多条件约束形成定位区域进行区域定位。仿真结果表明:多最小通信圆定位效果优于单最小通信圆,且比传统RSSI和RSSI质心算法具有更高的定位精度和较小的误差均方差。     

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。     

铀尾矿污染土壤微生物活性及群落功能多样性变化

采用常规微生物活性评价法和Biolog方法研究了铀尾矿区不同污染程度、不同深度土壤微生物活性及群落功能多样性的变化特征。结果表明,尾矿区土壤微生物活性发生了显著的变化,微生物生物量和可培养细菌数量显著降低,而土壤基础呼吸和代谢熵则明显升高,在取样深度方面,15 cm处土壤的微生物活性指标值基本都低于30 cm处。与对照相比,矿区土壤微生物群落结构多样性有所降低,其中放射性核素含量与Shannon指数、Simpson指数呈正相关关系,与AWCD值和McIntosh指数呈负相关关系;在深度上,上层土壤微生物的AWCD值、Shannon指数、Simpson指数均高于下层,随污染程度的增加,对碳源的选择性利用上也存在差异,在深度方向上则变化不一。该文研究结果可为尾矿区环境质量评价以及生态修复提供一定参考。