鈾礦山尾礦庫區(qū)土壤中有機質吸附鈾效果與機制研究.pdf

1、鈾礦山開采過程中會產(chǎn)生大量酸性廢水和廢渣，這些酸性廢物含大量重金屬、放射性核素等有毒有害物質，對尾礦庫周邊土壤及地下水會造成嚴重污染。本文選取南方某鈾礦山尾礦庫周邊稻田土及近旁山上紅壤為研究對象，通過野外取樣，室內(nèi)分析等過程，研究了稻田土中鈾與有機質含量及其相關關系，通過靜態(tài)吸附實驗，研究了去除有機質前后稻田土及紅壤對鈾的吸附性能及初始pH、初始鈾質量濃度、溫度、吸附時間等四個因素對吸附的影響，探討了有機質對土壤吸附鈾過程中的貢獻及對離

2、子態(tài)鈾的吸附機理。主要結論如下：
　?。?）室內(nèi)分析結果表明，研究區(qū)土壤中有機質與鈾含量順序為：稻田土>紅壤，稻田根際土>表層土，在土壤深度為0-100cm范圍內(nèi)，鈾與有機質含量均隨土壤深度加深而逐漸減少；土壤中鈾的含量隨有機質含量升高而增加，隨其降低而減少。
　　（2）有機質與鈾相關性分析結果表明，土壤中鈾含量與有機質含量具有顯著相關性，相關系數(shù)在0.5-1.0范圍內(nèi)，且根際土中有機質與鈾含量在0.01水平上顯著相關，其余

3、各層均在0.05水平上顯著相關，說明有機質對土壤吸附鈾具有一定的促進作用，在自然條件下，土壤對鈾的吸附能力和吸附容量與其有機質含量成正比。
　?。?）靜態(tài)吸附實驗結果表明，對鈾吸附影響最顯著的是初始pH，吸附時間次之，吸附率隨初始鈾濃度逐漸增大而不斷減小，在5~35℃條件下，溫度對鈾吸附影響較?。辉?5℃、pH為4-5、吸附時間達8h之后吸附達到平衡，去除有機質后的稻田土對鈾的吸附量下降18%~19%，紅壤下降13%~14%，有機

4、質對鈾吸附的貢獻率約為：22%~23%（稻田土）、15%左右（紅壤），貢獻率大小與兩者有機質含量順序一致，說明有機質含量越高，對鈾的吸附能力和吸附容量越強；有機質對鈾有較強的絡合吸附效應，能有效降低鈾的遷移活性，促進土壤對其吸附，對鈾吸附能力來看，稻田土>紅壤。
　?。?）吸附機理分析結果表明，吸附后土壤基本結構保持不變，有機質的主要基團為C-N、C-O、C-H、-OH、N-H，可與土壤中的Si-O、C=O、C=C等基團共同作用，

5、與2?2UO形成強絡合物，增強土壤對鈾的靜電吸附；有機質的存在能影響土壤顆粒大小，進而影響其吸附能力；去除有機質前后稻田土與紅壤的等溫吸附曲線類型均為II型，孔結構為平行板狹逢狀開口毛細孔，均屬于中孔材料，并有較窄的孔徑分布，去除有機質后，稻田土和紅壤的比表面、孔容、孔徑均減小，吸附能力也相應減弱，主要是由于有機質的影響；去除有機質前后稻田土、紅壤對鈾的吸附過程是以單層分子的表面吸附為主，物理吸附和化學吸附共同作用，其行為較符合Lang