摘要：地浸铀矿山终采区地下水环境修复问题是社会各界关注的焦点,当前对地浸终采区地下水U浓度的长期变化情况尚不清楚。综合利用野外调查及数值模拟方法,以中国北方某“CO_(2)+O_(2)”地浸铀矿山典型终采区为研究对象,在识别终采区地下水U分布特征的基础上,定量预测了不同时间地下水中U的自然衰减趋势,量化了U浓度在较长时间尺度上的变化情况。结果表明,终采区地下水中ρ(U)为0.273~5.24 mg/L,ρ(U)低于2.5 mg/L的取样点占比为64%;在地浸铀矿山终采后,地下水流向趋向于区域地下水的流向;当不考虑U自然衰减作用时,地下水中U在终采100年时可迁移至下游167 m处,预测迁移距离较保守;当考虑U的自然衰减作用时,终采100年时U的迁移距离仅为42 m,采区内地下水中的ρ(U)由模拟初始条件设置的2.5 mg/L降至1.0 mg/L。自然衰减作用可降低地浸终采区地下水中U的迁移距离和浓度水平,监控自然衰减技术(Monitored Natural Attenuation,MNA)可作为未来地浸铀矿山地下水修复的备选方案。

摘要：针对某铀尾渣库,通过深层垂直钻井方式采集了多个点位不同深度的铀尾渣样品,基于Illumina Miseq高通量测序技术研究了库区微生物群落的三维空间分布,阐释了长期放射性环境下微生物群落的多样性变化和环境因子的相关关系.结果表明,铀尾渣样品间的理化性质差异显著,放射性环境显著降低了微生物多样性水平,但仍存在优势菌群(丰度>5%),在门水平上依次为变形菌门(Proteobacteria)､厚壁菌门(Firmicutes)､放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes),而属水平上节杆菌属(Arthrobacter)和酸杆菌属Gp16表现出较强的耐放射性能力.微生物群落RDA冗余分析显示放射性核素^(210)Po､^(210)Pb､U,金属元素Mn､Ca以及pH值､SO_(4)^(2-)等多种环境因子均对铀尾渣中微生物群落分布影响较大.本研究结果揭示了长期放射性核素环境下的微生物群落演替规律,为发掘潜在生物修复菌种提供理论基础.

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。

摘要：在中国北方某典型铀尾渣库区开展多区域多点位采样,利用16s rRNA高通量测序、XRD、FTIR等技术分析了微生物群落特征与污染物迁移扩散的相关性及机理.结果说明,铀尾渣中微生物多样性普遍低于周边土壤,铀尾渣库区内Proteobacteria、Bacteroidetes、Cyanobacteria_Chlorplast等优势菌群与污染物的迁移扩散呈显著负相关,表明铀(U)污染是该区域影响微生物群落演替的关键因素之一,并且这种作用更容易出现在污染物水平更高的大颗粒尾渣中.传统石灰中和方法会产生U-Ca等化合物的团聚化效应,导致粒径大于1.7mm的铀尾渣占54.84%,粒径较大的铀尾渣缺少支撑微生物群落的长石、黏土等矿物载体和生物亲和性官能团结构,在放射性暴露和自然水力侵蚀作用下,加剧了微生物群落的不稳定化发展,使铀尾渣中污染物更易释放.

摘要：铀矿开采过程中及井场退役后,含铀浸出液的扩散会对地下水造成一定影响,该影响范围和程度决定了铀的天然衰减特征。本文以北方某地浸铀矿区砂岩含水介质为研究对象,研究了溶液化学特征和黄铁矿含量对砂岩吸附和转化铀的影响。结果表明,砂岩颗粒对U(VI)的吸附基本在12 h可达平衡。线性等温吸附模型可以很好地描述吸附特征;砂岩颗粒对U(VI)的吸附率总体随着粒径增大而减小,当岩石粒径增大到0.20~0.25 mm时,吸附率趋于稳定。溶液pH值是影响吸附的主要因素,通过控制溶液中U(VI)的络合形态和岩石颗粒表面带电荷情况,在库仑力的作用下促进或者抑制吸附,在pH=6时,达到最佳吸附状态。共存离子对U(VI)吸附的抑制程度是:HCO_(3)^(-)>Ca^(2+)>Mg^(2+)>SO_(4)^(2-)。HCO_(3)^(-)主要通过与UO_(2)^(2+)络合形成带负电荷的络合阴离子抑制U(VI)吸附。近中性pH值试验条件下,黄铁矿含量的增加对U的去除起到显著的促进作用,这种促进作用体现在吸附和还原作用,被吸附的Fe^(2+)在吸附剂表面通过电子转移还原吸附态的U(VI),还原产物是UO_(2+x),吸附和还原是个相互促进的过程;在弱碱性pH值试验条件下,黄铁矿对U(VI)去除的影响不明显,水解沉淀作用和较低的吸附率抑制了还原反应的发生。

摘要：地浸铀矿山地下水U污染问题是国际社会广泛关注的环境地质问题,准确预测地浸铀矿山采区外围地下水中U的运移范围对辐射风险评估至关重要。本文以我国某酸法地浸铀矿山为研究对象,利用数值模拟方法定量模拟和预测了不同生产时间地下水中U的运移范围。数值模拟结果表明,地浸生产会明显改变采区流场形态,形成指向采区内部的水力梯度,生产井的抽注是改变流场形态的主控因素。在流场模拟的基础上,建立了不考虑吸附作用的地下水U运移模型与基于K_(d)值的U阻滞运移模型。根据采区内生产井及采区外围不同距离处监测井地下水pH情况,对阻滞运移模型中的K_(d)进行了分区赋值。对比两个模型的模拟结果可以发现,当考虑含水介质对地下水中U的吸附阻滞作用后,模拟结果能够跟现场监测数据更好拟合,表明地浸采区外围地下水中U的运移范围受含水介质的吸附阻滞作用明显;这种情况下,U在地下水中的运移距离缩短了53%,运移范围缩小了41%;阻滞运移模型预测的投产5年后采区外围地下水中U迁移距离为50 m。该结果与现场监测结果基本一致,证明数值模拟手段可以为地浸铀矿山地下水U分布范围预测提供科学依据。

摘要：通过实验,探索了初始pH值、温度、菌液添加量和固液比对铀尾渣微生物修复效果的影响,对比了修复前后尾渣中铀赋存形态和微生物群落结构变化。结果表明:从铀尾渣中筛选的硫酸盐还原菌能够有效降低铀尾渣浸出水中的铀浓度;修复效果与初始pH值、温度、菌液添加量正相关,与固液比无显著相关关系;即使在pH=3或温度为15℃的不利条件时,铀尾渣浸出水铀浓度可分别降至0.04 mg/L和0.019 mg/L,修复效率分别为96.9%和93.6%,仍有较好的修复效果;修复后铀尾渣中残渣态铀含量提高了14.6%~18.7%,功能微生物丰度上升2.9%~12.2%,难溶解铀的质量占比和还原性微生物数量显著增加,修复具有稳定性。研究结果证明了铀尾渣污染微生物修复技术的可行性。

摘要：选用草酸、柠檬酸和酒石酸对不同粒径典型放射性钍污染土壤进行淋洗试验,考察淋洗后淋洗液各指标参数变化,以土壤可提取形态分析淋洗后流动性和稳定性的变化,结合淋洗动力学和XRD手段来表征土壤修复机理及土壤晶相破坏程度.结果表明:草酸、柠檬酸和酒石酸振荡淋洗最优参数为0.5mol/L条件下振荡8h,淋洗效果依次为:草酸>柠檬酸>酒石酸>苹果酸>乙酸.达到修复目的前提下,淋洗后土壤整体晶相破坏程度较小,二氧化硅衍射峰明显增强,各土样中残渣态的占比提高19.39%~27.20%、0.63%~8.45%,流动性降低6.81%~11.33%,稳定性得到增强,为放射性污染土壤化学淋洗修复提供参考.

摘要：基于对我国铀尾矿(渣)库渗水排放及处理现状的分析,为解决石灰中和存在的反酸、污染物持续溶出等问题,提出了微生物还原固化铀的污染源头防控思路。调查了铀的物质特性以及微生物与铀的相互作用机理、影响因素等研究现状,确定了微生物还原固化技术对铀尾矿(渣)渗水治理的适用性和技术可行性。分析和展望了铀尾矿(渣)库的污染防控需求,明确了微生物还原固化技术应用前景的广阔性。结合技术研究现状,提出了工程应用的主要难点包括维持并最大化微生物在特定环境中的功能、优化微生物注入的工程技术方案两个方面,这是微生物还原固化效果长期稳定性的关键所在。

摘要：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+、SO42-、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:SO42-<Mg2+<Ca2+<HCO-3.这些研究结果可为地浸铀矿山地下水的修复提供理论支持.