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.     

纳米天然黄铁矿对土壤和地下水中铬的原位固定技术

采用机械球磨活化方法制备了纳米级黄铁矿,将其作为可渗透反应屏障中的介质材料,用于原位固定土壤和地下水中的Cr(Ⅵ),通过柱实验研究了黄铁矿对Cr(Ⅵ)动态反应(吸附)和解吸附的性能,并结合高分辨率透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等对黄铁矿材料进行了表征,同时对反应机理进行了探讨。结果表明：在纳米天然黄铁矿填充的PRB反应器中,FeS₂能够有效地处理含铬废水并将Cr(Ⅵ)原位固定在土壤中;在反应过程中,1 g黄铁矿可处理50 mg·L⁻¹的含铬废水1 854.4 mL,2 g的纳米级天然黄铁矿介质固定了约69.458 mg的Cr(VI);当铬溶液到达穿透点时,Cr(Ⅵ)去除率达到了99.9%。本研究成果可为纳米级天然黄铁矿处理土壤和地下水中Cr(Ⅵ)以及原位固定其他的重金属提供参考。     

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%。     

零价纳米铁去除ReO4-的研究

采用NaBH4与FeSO4液相还原法制备零价纳米铁,用制得的零价纳米铁去除ReO4-,然后用分光光度法在610 nm处测定ReO4-的吸光度,从而计算零价纳米铁对ReO4-的去除率.结果表明:(1)ReO4-初始浓度越低,反应速率越快,对最终ReO4-去除率影响不大.(2)pH对反应产生很大影响,将溶液pH调至中性或微...     

纳米级天然黄铁矿去除水中Cr6+,Cd2+和Pb2+

利用机械球磨的方法可以提高天然黄铁矿的活性,通过XRD和TEM对机械球磨后黄铁矿粉末的表面形态和物理性质进行表征。通过批实验的方法探讨在不同的pH,不同的球磨黄铁矿用量,不同的反应时间和温度的条件下黄铁矿对Cr6+,Cd2+和Pb2+的去除效果。研究结果表明,金属离子的吸收受到pH的影响,随着pH的升高,3种金属离子的吸附趋势出现了很大的不同。并且在分析pH对反应效果的影响时,需要考虑金属生成沉淀时的pH。同时,随着反应时间和温度的增加,3种金属离子的吸收量都有不同程度的升高。通过实验比较,球磨黄铁矿对Cr6+,Cd2+和Pb2+的去除能力大小为Pb2+ > Cr6+ > Cd2+。纳米级黄铁矿与Cr6+,Cd2+和Pb2+的反应过程符合准二级动力学方程。     

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。     

黄铁矿还原固定水中的高铼酸根

以铼作为放射性锝的替代元素,用黄铁矿粉末对高铼酸根的还原固定进行了研究。采用球磨法制备出黄铁矿粉末。分别研究了不同固液比、不同的初始pH值和不同粒径条件下,黄铁矿粉末对高铼酸根的还原固定效果。结果显示,固液比为1:10(g/mL)为宜,在体系初始pH为12时,形成铁氧体,吸附高铼酸根,提升还原固定效果。对产物进行XPS表征,证明还原产物为ReO2。在乙醇介质中机械活化后利用超声分散可得到具有大的比表面积和晶格畸变的粒径较小的黄铁矿粉末,使其反应的活性位点增多,处理效果明显好于大粒径的黄铁矿粉末,在相对较短的时间内,铼的去除率可以达42%。在缺氧环境下黄铁矿能够长期保持有效性,在地质处置库应用中有实际意义。