化学淋洗法对铀污染土壤的修复效果研究

采用振荡淋洗方法对三种粒径(+2mm、-2mm+0.15mm、-0.15mm)某尾矿库周边铀污染土壤进行去污试验,选用盐酸、硝酸、柠檬酸、草酸为淋洗剂,通过控制淋洗浓度、液固比、时间、温度、混合淋洗等因素来确定较优的淋洗条件。结果表明:各淋洗剂对铀污染土壤的去污效果为草酸盐酸硝酸柠檬酸;当淋洗浓度大于0.5mol/L、淋洗时间大于8h或液固比大于10∶1时,其淋洗效果都逐渐趋于稳定;提高淋洗温度可显著提升淋洗效果;选用草酸+盐酸和草酸+硝酸两组较优混合淋洗组合对全粒径土壤进行淋洗时,土壤中铀去除率均达50%以上,总含铀量分别降至27.15、24.32mg/kg,均达到土壤修复目标(40mg/kg)。     

柠檬酸结合铀酰离子印迹材料循环温和淋洗铀污染土壤

随着铀矿的开采,所带来的矿山周围土壤放射性污染问题对生态环境、人体健康造成严重影响。采用柠檬酸联合铀酰离子印迹淋洗含铀土壤的方法,可以温和高效去除矿山周围土壤中的铀。结果表明,在pH=4淋洗环境中,温和循环淋洗系统对铀的去除率为89.92%,而仅使用柠檬酸淋洗对于铀的去除率为59.6%;相较于单一柠檬酸淋洗,试验达到平衡时间减少了20 h,对于土壤中常规元素的洗出率减少10个百分点。同时,传统化学淋洗方式中,柠檬酸投入量通常约为20~100 g/L,而本试验中,柠檬酸投入量仅为15 g/L,有着极高的成本优势。     

超声与微波辅助柠檬酸对铀污染土壤的淋洗参数研究

选用柠檬酸为淋洗剂,分别在超声和微波辅助下对某铀尾矿附近的污染土壤进行淋洗修复。通过改变柠檬酸浓度、液固比、超声功率和温度、微波功率等参数分析其对土壤中铀去除的影响,得到超声、微波强化淋洗最佳参数。通过构建淋洗动力学模型、金属化学形态分析和XRD分析等手段分析土壤中铀的淋出特性、淋洗前后金属的流动性和稳定性,揭示超声和微波辅助柠檬酸对土壤中铀去除的机理。结果表明,超声、微波强化柠檬酸淋洗铀污染土壤最佳参数为：柠檬酸浓度0.05 mol/L、液固比15 mL/g、超声功率675 W、超声温度40 ℃、超声时间90 min、微波功率300 W、微波时间15 min。两种强化化学淋洗动力学模型基本符合颗粒内扩散模型,与复非均相扩散模型拟合度最高,土壤中铀的扩散类型为复非均相扩散。淋洗过程不仅仅为简单的扩散控制,有可能伴随离子交换作用、络合反应等一系列反应。     

某铀尾矿场附近稻田土壤对铀的吸附性能试验研究

研究了某铀尾矿场附近的稻田土壤对U(Ⅵ)的吸附性能,借助X射线衍射仪(XRD)对稻田土壤进行表征,考察了初始U(Ⅵ)质量浓度、固液质量体积比、溶液pH、吸附时间和温度等对稻田土壤吸附U(Ⅵ)的影响,分析了吸附反应动力学和热力学。结果表明:在溶液初始U(Ⅵ)质量浓度10 mg/L、固液质量体积比0.8 g/L、溶液pH=5.5、吸附时间120 min条件下,稻田土壤对U(Ⅵ)的吸附效果最佳,吸附量为8.3 mg/g;稻田土壤对U(Ⅵ)的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,为单分子层化学吸附,吸附反应自发吸热,为不可逆熵增反应;吸附动力学更符合准二级动力学模型。     

超声辅助柠檬酸化学淋洗复合污染土壤的研究

以某尾矿库周边重金属污染土壤作为研究对象,采用超声辅助淋洗方式,使用柠檬酸作为淋洗剂对Th、Fe、Mn进行去除。通过改变淋洗剂浓度、液固比、温度等条件,比较并分析其对去除量的影响并确定最优条件,结合淋洗动力学模型和热力学参数探究淋洗动力学表征与反应特性。结果表明,柠檬酸超声辅助化学淋洗90 min,适当提高淋洗剂浓度与温度、扩大液固比可提高重金属去除量,最优条件为：浓度0.1 mol/L、液固比为10 mL/g、温度45 ℃。重金属的去除量由大到小依次为Mn>Fe>Th,分别为5 055.09、1 750.98、61.48 mg/kg。三种重金属的淋洗动力学均符合双常数模型,Mn的淋洗动力学同时符合抛物扩散模型。Th和Fe为非均相扩散,Mn为抛物扩散、非均相扩散的混合扩散。Mn平均反应速率最大,为0.82,Th的表观活化能最小,为12.90 kJ/mol,表明Mn与柠檬酸反应更快,Th更易与柠檬酸反应。     

海泡石抑制作物镉的试验研究

海泡石作为一种天然物材料,用作治理土壤镉污染的抑制剂有其充足理论依据。试验研究表明:海泡石粘土粉对镉的吸附量大且不易解吸释放,这预示着用海泡石治理镉污染土壤效果会明显;海泡石粘土矿粉的加入使土壤中可溶态镉及植物的镉都显著降低,且随加入多,降低也多,同时生物量明显提高;海泡石粘土矿粉可以抑制镉的活性并降低植物中镉的含量,增产效果显著且明显优于石灰。因此,海泡石粘土矿粉不仅可作为土壤镉的抑制剂,而且可作为植物的增效肥来施用,开发前景广阔。     

化学氧化强化化学淋洗修复汞污染土壤的试验研究

分别采用KI、Na_2S_2O_3、EDTA溶液对汞污染土壤进行淋洗修复,筛选出修复效果最好的淋洗剂,确定了最佳淋洗工艺条件,并研究了化学氧化对化学淋洗修复汞污染土壤的强化作用。结果表明,Na_2S_2O_3溶液对汞的淋洗效果最好,最佳淋洗工艺条件为Na_2S_2O_3浓度0.05 mol/L、固液比1∶6(g/mL)、淋洗时间5 h,在此条件下,土壤中汞的淋洗效率达到62.54%。化学氧化能大大提高土壤汞的淋洗效率,经化学氧化强化化学淋洗处理后,土样汞含量降低到1.65 mg/kg,且淋洗效率达到78.85%。     

Ni/海泡石及Ni-Sm/海泡石催化剂的研究

采用海泡石为载体,金属镍为活性组份,稀土为助剂,用不同方法制备了Ｎｉ／Ｓｅｐ 和Ｎｉ－Ｓｍ ／Ｓｅｐ 催化剂,并考察了它们的苯加氢反应性能。结果表明：Ｎｉ／Ｓｅｐ 催化剂的活性明显高于Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３,稀土Ｓｍ 对Ｎｉ／Ｓｅｐ 催化剂有较大的改性作用。ＴＰＲ、ＴＰＤ、ＣＯ吸附结果表明,海泡石和钐能使镍的还原温度降低,氢吸附量增大,活性中心增加,同时使镍原子电子密度增高。     

分步连续沉淀法对锑砷污染土壤淋洗废液的回收及净化

针对高浓度Sb、As复合污染土壤的草酸淋洗废液,研究了分步连续沉淀法回收草酸并同步净化淋洗废液的处理效果。结果表明,向淋洗废液中添加钙盐进行分步连续沉淀,当pH控制在1.4时,淋洗废液中草酸回收率为35.54%,且回收的草酸对高浓度Sb、As污染土壤的淋洗效率分别为38.39%和55.54%;当pH增加至8~9时,废液中Sb、As的去除率达99%以上。净化回收过程产生的废渣中Cd、As、Sb等重金属浸出毒性均低于《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》（GB 5085.3—2007）中相关限值。因此,分步连续沉淀法能在净化淋洗废液过程中同步回收淋洗剂,从而降低土壤淋洗技术的综合处理成本,减少二次污染风险,为污染土壤淋洗废液的净化处理和淋洗剂回收提供理论参考。     

螯合剂诱导五节芒强化修复铀污染土壤

以典型铀矿山周边铀污染土壤为研究对象,采用盆栽试验,以五节芒为试验材料,研究乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸(CA)、乙二胺二琥珀酸(EDDS)等不同浓度螯合剂(0、2.5、5.0、7.5 mmol/kg)对五节芒修复铀污染土壤的影响。结果表明,五节芒的生长及富集吸收铀与螯合剂浓度及种类有关。EDTA对五节芒有明显的毒害作用,随浓度的提高消极影响越大,修复效果不理想;2.5 mmol/kg和5.0 mmol/kg的CA与EDDS均可促进五节芒的生长和富集吸收铀的效果,但CA效果优于EDDS,CA在5.0 mmol/kg处理组时,地上、根部生物量分别增加27.06%、12.88%,铀富集量分别提高68.05%、43.21%,且根部的铀含量远远大于地上部,说明螯合剂促进土壤溶液中残渣态铀逐渐向活性态铀转换,促进了植物的吸收富集。     

重金属土壤清洗技术研究进展

重金属在土壤中具有极长的潜伏期,较高的生物毒性,长期影响土壤环境质量与人类生存环境,且拥有在食物链中逐级累积的特点,已逐渐引起人们的广泛关注。土壤化学淋洗技术由于对重金属淋洗效率高,修复彻底而被广泛应用于目前土壤重金属修复的各个领域。我国对这类技术研究起步时间相对较晚,对土壤重金属修复原理以及淋洗剂研究并不深入。对不同种类化学淋洗剂的淋洗效果,优劣势进行综合分析,以期为土壤重金属污染防治提供参考。     

模拟降雨条件下南方某城市土壤中铀的迁移转化机制研究

土壤中放射性核素铀是主要天然辐射贡献者之一,当土壤中铀含量异常时其化学毒性和放射性会对人类健康产生严重威胁。城市是人口高密度区,明确土壤中铀含量水平是城市放射性地质调查重要工作,为城市规划区及潜在规划区提供基础数据支撑。以某城市土壤作为研究对象,通过静态吸附试验和模拟降雨动态淋滤试验方式,对城市放射性地质调查土壤中铀迁移转化机制进行分析研究。结果表明：加Cu离子使土壤铀吸附率下降9.7%;初始铀浓度、吸附时间、粒径大小表明定量土壤中吸附铀酰离子的负点电荷有限;pH为4~6的土壤吸附铀能力最强。SEM分析表明,吸附铀酰后,土壤表面由凹凸不平变为平滑、孔隙度减少及变小。铀在不同pH下的淋洗动力学均符合双常数动力学程,土壤表面对铀的释放表现为一定的微曲线性特征。在pH为4~6自然酸性条件下,当溶液中铀含量大于土壤时,土壤会吸附溶液中铀酰离子;当溶液中铀含量小于土壤时,土壤中铀酰离子易释放到溶液中。该研究为城市放射性地质调查提供了理论依据。     

某铀矿区水稻土—地表水铀含量对稻米铀含量的影响

以水稻土—地表水铀含量为视角,从水稻土剖面铀含量分布规律、水稻土与下伏岩体稀土元素特征、不同河流不同河段水稻土—地表水—稻米铀含量特征、水稻土与稻米铀含量关系4个方面研究721铀矿区稻米铀含量成因。结果表明,水稻土剖面铀含量从表层至半风化花岗质基岩层呈明显降低的特征,说明水稻土铀含量高的原因不是土壤母质铀含量高;岩石与水稻土稀土元素标准化模式均表现为向右倾斜型,均属轻稀土富集型,轻稀土分馏明显,表明水稻土为还原环境,吸附作用较强;不同河流不同河段水稻土—地表水—稻米铀含量平均值的特性均为上游最低、中游最高、下游次之。铀矿区地表水环境符合铀元素在水稻土中被平衡吸附的动力学条件,有利于铀元素在矿区内河流中游地区的水稻土中沉淀富集;正在采矿区水稻土与稻米铀含量具有高度的空间耦合性,呈指数正相关关系,相关系数0.749。矿区内河流沿岸稻米铀含量的分布特征是由铀元素的迁移途径决定的"采矿活动(铀尾矿露天堆放)→地表水→水稻土"。     

铀矿石浸出液中铀回收工艺及影响因素试验

研究了从某铀矿石酸法柱浸液中金属铀的树脂吸附、淋洗剂淋洗、沉淀剂沉淀等铀提取工艺及其影响因素。结果表明,采用201×7阴离子树脂吸附,吸附原液pH=1.5~2.0,合理控制阴离子浓度,且铀浓度越高越有利于树脂吸附;相同浓度下,阴离子对铀淋洗的效果由大到小依次为硝酸根离子氯离子硫酸根离子,且浓度越大影响越大;沉淀的pH控制在7.0~8.0、温度控制在40~60℃,轻微的外界震动会加速铀颗粒沉淀,且提高黄饼质量。