放射性废物处置库顶盖毛细屏障的研究进展

放射性废物处置库工程屏障的设计对处置库中放射性废物的长期安全具有重要意义.毛细屏障作为处置库顶盖的工程屏障之一,已在国内外得到广泛的应用.阐述了放射性废物处置库顶盖毛细屏障设置的意义,对近年来毛细屏障的一些研究进展进行了分析,提出了一些尚待解决的问题.     

粗石英砂层厚度及倾角对核废物处置库顶盖毛细屏障效应的影响

毛细屏障作为核废物处置库顶盖的工程屏障之一,已经在国内外得到了广泛应用.采用箱体实验方法,研究了非饱和稳定流条件下粗石英砂层厚度和倾角对毛细屏障效应的影响.结果表明,随着粗石英砂层厚度的增大,水分的相对绕流量增大,毛细屏障效应增强;随着粗石英砂层倾角的增大,其表面积水减少,水的横向流动能力增强,毛细屏障效应增强.     

合成的黄铁矿还原固定地下水中铼的初步探究

为研究黄铁矿对放射性核素锝的去除效果,实验室采用元素铼(Re)代替锝(Tc),利用氯化铁(FeCl3)与硫氢化钠(NaHS)反应人工合成黄铁矿(FeS2),并将其应用于还原固定高铼酸根(ReO4-)。实验在不同pH值、有机碳含量条件下进行,对FeS2还原固定高铼酸根的动力学性质进行研究与分析,为硫铁矿处理锝提供了必要的依据。FeS2与高铼酸根的还原反应符合准一级反应,在偏酸性、未加入有机碳的情况下,FeS2还原铼的处理效果较好。     

锶在改性介质中的吸附规律及其影响因素研究

通过室内等温静态批量平衡吸附实验,采用2种常见的等温吸附方程(Freundlich方程、Langmuir方程)对锶在3种不同润湿性的石英砂中的吸附行为进行了回归拟合。结果表明,介质润湿性对锶的吸附会产生重要的影响,润湿性较强的亲水性石英砂的吸附性能明显优于疏水性石英砂;从Freundlich方程和Langmuir方程拟合结果来看,两者均具有理想的相关性,但普通石英砂和亲水性石英砂的等温吸附式更符合Langmuir方程,而疏水性石英砂采用Freundlich方程拟合的相关性更好。     

不同喷淋量对核废物处置库顶盖毛细屏障效应的实验研究

采用箱体实验方法,通过对粗-细砂交界面水分穿透量和绕流量的定量观测以及基质势的测定,模拟降雨条件,探讨了喷淋量分别为5、10、15、20、25mm/d时对核废物处置库顶盖(粗-细砂交界面)毛细屏障效应的影响。基质势的测定结果表明,在没有达到粗砂进水基质吸力之前,水分在粗-细砂交界面累积量增加并未及时发生横向流动;当交界面的基质吸力达到进水基质吸力后,穿透发生;此后交界面的基质势又很快减小,水分主要发生横向绕流。随着喷淋量的增大,对于粗-细砂交界面,无论是喷淋期间基质势的增加程度还是喷淋结束后基质势的降低程度都很明显;相比较而言,细砂层的基质势变化很小。水分相对绕流量测定结果表明,喷淋量不大于5mm/d时,不会发生穿透;随着喷淋量的增大,通过粗-细砂交界面的穿透量逐渐增大,而横向绕流量随之减小,当喷淋量达到25mm/d时,水分相对绕流量减少至39.7%。     

锶在不同水流速度下的迁移规律探究

为研究水流速度对土壤中锶迁移的影响,设计室内易混合置换实验,获得了饱和黄土土柱中不同水流速度条件下溴的穿透曲线及锶的垂直分布曲线,并用CXTFIT2.1软件对其参数进行拟合。实验结果表明:在本实验条件下,黄土对锶有很强的吸附能力,阻滞系数(Rd)均在170以上,而且不为常数;对于锶在垂直土柱中的迁移,可用两点模型描述;随着垂直土柱的水流速度的增大,锶的阻滞系数Rd越来越小,表明更高的水流速度促进了Sr在土壤中的迁移。因此,用不变的阻滞系数描述锶在介质中的迁移是不恰当,一旦外界环境发生改变,锶的阻滞系数也会发生相应的变化。在水流速度不定的情况下,不能采用某一个固定的阻滞系数作为计算的标准。     

硫化亚铁纳米粒子吸附地下水中的镉

用羧甲基纤维素钠(CMC)作为稳定剂制备FeS纳米粒子,研究FeS纳米粒子对地下水中镉的吸附性能。讨论了反应时间、CMC添加量、腐殖酸对CMC-FeS纳米粒子吸附镉的影响。结果发现,FeS纳米粒子吸附镉的动力学过程符合准二级动力学,吸附等温线符合Freundlich模型。吸附量随CMC添加量的增加而增加,当CMC和FeS的摩尔比增加到0.0010时,吸附量最大,此后随着CMC添加量的增大,吸附量又降低。腐殖酸(HA)的加入有利于FeS纳米粒子对镉的吸附。     

阿特拉津及其代谢物在砂质壤土中的吸附

采用批量平衡法研究了阿特拉津（AT）及其主要代谢物脱乙基阿特拉津（DEA）和脱异丙基阿特拉津（DIA）在砂质壤土中的吸附行为,讨论了离子强度和温度对吸附的影响.结果表明,3种化合物的吸附24h基本达到平衡,吸附量大小顺序为AT > DIA > DEA;二级动力学模型可以很好地预估平衡吸附容量和初始吸附速率常数,颗粒内扩散方程表明颗粒扩散不是唯一的控速手段,Elovich方程拟合所得AT、DEA和DIA的瞬时吸附占各自吸附总量的53%、85%和80%;Freundlich方程能很好地描述3种化合物在供试土壤中的吸附特性,吸附系数（K_f）范围为0.7992~1.3201mg^1-1/n·mL^1/n/kg,经验常数1/n范围为0.7440~0.7530.溶液的离子强度和温度影响土壤对化合物的吸附,温度升高,K_f值降低;CaCl₂从0~0.01mol/L,K_f值增大,再继续增加,吸附系数有降低的趋势.     

不同组成有机质对土壤中砷迁移行为的影响

本研究选择腐植酸(HA)、黄腐酸(FA)和鸡粪提取的可溶性有机质(DOM)三种天然有机质,加入供试土壤,以溴离子作为示踪剂,通过四组模拟土柱实验,获得不同有机质组成的土壤中As (V)的穿透曲线,并用CXTFIT 2.1软件拟合,计算阻滞系数R_d值,同时测定流出液中As (V)的形态变化。结果表明:HA抑制了As (V)的迁移,而加入FA和DOM后As (V)在土壤中的移动性显著增强。四种处理(CK、土壤+HA、土壤+FA、土壤+DOM)中As (V)的阻滞系数R_d值分别为17.82、19.53、10.13和12.2,土柱中残留的As分别占As总量的27.4%、31.7%、19.2%和18.2%。腐植酸以芳香族含量为主,分子量较大,吸附固定As的能力较强;黄腐酸和提取的可溶性有机质主要结构为烷基碳和氧烷基碳,H/C和O/C值较高,与As存在竞争吸附,促进As的迁移。