砂岩含水介质中铀的吸附和迁移行为研究

作     者：崔迪 杨冰 郭华明 连国玺 孙娟 CUI Di;YANG Bing;GUO Huaming;LIAN Guoxi;SUN Juan

作者机构：中国地质大学(北京)水资源与环境学院暨地下水循环与环境演化教育部重点实验室北京100083 中核第四研究设计工程有限公司河北石家庄050021 

基　　金：国家自然科学基金项目(42130509,41825017) 高等学校学科创新111引智计划项目(B20010) 

出 版 物：《地学前缘》 (Earth Science Frontiers)

年 卷 期：2022年第29卷第3期

页      码：217-226页

摘      要：地浸铀矿山退役后,含水层中残留的含铀浸出液随着地下水的运动向下游迁移扩散,存在对周边地下水污染的风险。本文设计了若干组批实验和柱实验,研究铀在北方某地浸铀矿山砂岩含水介质中的吸附和迁移行为。实验结果表明,砂岩对铀的吸附在12 h以内达到平衡,铀初始浓度越高,砂岩的铀吸附容量越大;砂岩对铀的吸附为吸热反应,温度升高有利于吸附反应的进行。溶液pH值和共存HCO_(3)^(-)浓度会对铀的吸附作用产生强烈的影响:pH值在7左右时,铀的吸附量最高;HCO_(3)^(-)浓度越高,铀的吸附量越低。这些影响是通过改变溶液中铀的络合形态和砂岩矿物表面的电荷性质实现的。柱实验表明,pH值、铀浓度、流速和HCO_(3)^(-)浓度是影响铀在饱和砂岩含水介质中迁移的重要因素。pH值≤7时,pH值越高,砂岩柱越不易被铀穿透;而铀浓度、流速、HCO_(3)^(-)浓度越高,砂岩柱越易被铀穿透。两点非平衡模型可以很好地拟合不同条件下铀在砂岩柱中的迁移过程。批实验获得的分配系数是柱实验的1.1~6.6倍。通过对比实验条件、含水层特性和地下水化学特征,确定分配系数为48.1 mL/g时,较适合描述研究区内砂岩含水层中的铀迁移。上述认识为地浸铀矿山地下水铀的反应运移过程和天然自净化机理提供了理论依据。

主 题 词：地下水 铀 吸附 柱实验 两点模型 分配系数 

学科分类：0830[工学-生物工程类] 08[工学] 0815[工学-矿业类] 0705[理学-地理科学类] 

核心收录：

D　O　I：10.13745/j.esf.sf.2022.1.30

馆 藏 号：203110471...