修复铀污染土壤超积累植物的筛选及积累特征研究

采用土壤盆栽试验,以十字花科、锦葵科、菊科共十种植物为研究材料,在100 mg/kg铀浓度土壤环境中培养55 d后收割,采用ICP-AES分析方法测定植物地上部分和根部铀的含量.结果表明:试验的十种植物中,特选榨菜地上部分铀含量最高(1115 mg/kg干重),艾蒿地上部分铀提取量最大(1113μg/盆);泡青菜和特选榨菜地上部分铀含量高于根部,迁移系数、生物富集系数均大于1,这两种植物地上部分均有较高的铀提取量,适合推荐作为铀超积累植物进行植物修复.     

铀尾矿废渣回填治理区植物中铀放射性水平调查

为了解北方某铀矿尾渣回填区内放射性核素铀在植物体中富集情况,为进一步探讨利用植物修复技术对铀矿区进行土壤修复的可行性,以及寻找放射性核素污染土壤治理的方法提供理论依据,采集矿区内堆浸工位与矿区外尾渣回填治理区常见植物样本,采用ICP-MS测定植物和土壤中放射性铀水平,针对植物对铀的耐受性和富集能力进行评估,筛选出富集能力较强的植物,进一步探索利用植物修复技术对放射性废物治理。结果表明,经对采集的植物中铀含量检测发现植物的地下部分铀含量高于地上部分,铀主要集中在根部,植物各部位铀含量由高到低分别为根、叶、茎。矿区内堆浸工位处的大籽蒿根部铀活度为 64.26 Bq/kg;在矿区外尾渣回填区同一植物根部铀活度为0.86 Bq/kg。所调查的北方某铀矿尾渣回填区内所采集的植物中铀含量极低,远小于矿区内堆浸工位所采植物样品中铀含量。深埋回填铀矿尾渣是切实有效可行的。     

铀尾矿渗滤液中铀在地下水中的迁移模拟

选择某铀尾矿库作为研究对象,采集尾矿坝中的铀尾矿样品、含水层砂土样品及隔水层粘土样品,研究U在关键地层土壤样品上的等温吸附规律及降雨条件下U的浸出过程,得到U在关键地层的吸附迁移参数及源项释放规律,并运用FEFLOW6.2软件建立铀尾矿评价区地下水三维模型,模拟U的迁移行为及浓度分布。实验结果表明U在砂土与粘土上的吸附符合线性等温吸附模型,分配系数K_d分别为20.41 L/kg、45.92 L/kg;实验周期内酸雨淋浸与去离子水淋浸条件下U浸出平衡浓度分别为0.83 mg/L、0.79 mg/L,浸出率分别为46.07%、20.92%。模拟结果表明经过30年的迁移,U污染晕峰值浓度为0.595 mg/L,峰值浓度迁移距离为36.44 m;经过50年的迁移,U污染晕峰值浓度为0.440 mg/L,峰值浓度迁移距离为42.93 m。     

博落回和竹柳间作修复铀污染土壤的研究

采用铀富集植物向日葵、博落回和竹柳进行单作与间作，开展铀污染土壤修复实验，研究了各植物富集铀的性能、根际土壤中微生物群落、有机酸含量以及铀的化学形态变化。结果表明，与单作相比，博落回和竹柳间作时，它们对铀的富集量分别提高了183.50%和24.93%，转运系数分别提高了120.31%和104.3%，修复效率最高。博落回和竹柳间作时，根际土壤中耐受菌Acidobacteria、促生菌Bradyrhizobium以及分泌有机酸真菌Aspergillus的比例显著升高，草酸和丙二酸的含量明显增加。Acidobacteria和Bradyrhizobium等细菌提高了植物对铀的耐受性能和富集性能，Aspergillus分泌的有机酸与铀形成螯合物，增加了土壤中可交换态铀的比例。这些可能是博落回和竹柳间作时修复效率显著高于两者单作时的主要机理。     

柠檬酸对黑麦草修复铀污染土壤的影响

为探究柠檬酸浓度对黑麦草修复铀污染土壤的效率及其生理特性的影响,通过盆栽试验,研究了15 mg/kg铀胁迫下不同浓度（0、1、5、10 mmol/kg）柠檬酸对黑麦草生长、生理及重金属积累与分布的影响。结果表明：相同浓度铀胁迫下,随柠檬酸浓度的升高,黑麦草长势、光合色素、可溶性蛋白含量、根系活力、还原型谷胱甘肽（GSH）及几种酶(过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽还原酶（GR）)的活性呈先升后降的趋势;黑麦草根叶质膜透性、丙二醛（MDA）含量及氧化型谷胱甘肽（GSSG）含量逐渐上升;黑麦草对铀的富集量呈先升后降的趋势,但均表现为根部富集量高于地上部分;亚细胞分布中,铀的富集量为细胞壁及残渣部分＞可溶性部分＞细胞器及膜部分,且各部分铀含量均先增后降。透射电镜结果显示,铀胁迫对黑麦草超微结构造成了不可逆伤害,添加5 mmol/kg柠檬酸,损伤程度得以减轻。以上结果表明,低浓度（1、5 mmol/kg）柠檬酸可促进黑麦草在铀污染土壤中的生长,增强黑麦草对铀污染土壤的修复效率,其中5 mmol/kg柠檬酸的施加效果最佳,而10 mmol/kg柠檬酸则会抑制黑麦草生长。     

植物和动电修复铀污染土壤的研究现状

核工业的发展,导致重金属铀的排放和扩散,造成了地表局部土壤的污染,对社会和环境造成了一定的影响。由于铀的特殊性和土壤成分的复杂性,如何修复铀污染的土壤成为了一个难题。本文在已有研究基础上,对土壤中铀的形态特征、植物修复和动电修复的概念、国内外的研究进展、制约因素、优势和局限性、未来的发展趋势、两者的互补性进行了讨论,提出未来的发展方向是使植物修复和动电修复相结合,植物修复用于大面积、中低浓度铀污染土壤的修复,动电修复应用于较高浓度、环境恶劣、深层的铀污染,两者的结合将有望成为解决这一难题的希望。     

三种螯合剂对吊竹梅修复铀镉复合污染土壤的影响

为探讨螯合剂对植物修复的影响，采用模拟铀镉复合污染土壤的盆栽试验，研究了3种可降解螯合剂乙二胺二琥珀酸(EDDS)、草酸(OA)和柠檬酸(CA)在不同浓度(0.0、2.5、5.0、7.5 mmol/kg)下对吊竹梅吸收、转运、富集U和Cd的影响。结果表明：吊竹梅生长受螯合剂种类及浓度的影响，高浓度(7.5 mmol/kg)的EDDS对吊竹梅有较大的毒害作用，而低浓度(2.5 mmol/kg)的CA和OA显著促进吊竹梅的生长；螯合剂可促进吊竹梅对U和Cd的吸收和转运，其中，用5.0 mmol/kg CA处理时，吊竹梅单株U含量达到峰值，为205.9 mg/kg，是对照组(即0 mmol/kg处理)的5.68倍，用5.0 mmol/kg EDDS处理时，吊竹梅单株Cd含量达到的峰值为47.03 mg/kg，是对照组的2.65倍；在7.5 mmol/kg CA处理下，吊竹梅的U转运系数最高为0.342，是对照组的2.36倍，而EDDS对Cd的转运效果较佳；从单株U、Cd富集量来看，CA不仅对促进吊竹梅富集U的效果最佳，同时，对Cd也有一定效用，而EDDS仅能促进吊竹梅富集Cd，OA对U和Cd的富集效果均较差；此外，CA、EDDS的添加分别增强了土壤中U和Cd的有效态含量。综合而言，施加适宜浓度的螯合剂能增强吊竹梅对U和Cd污染土壤的修复效率。     

几种阴离子对土壤中铀的浸取的影响

核工业的发展对环境造成了一定程度的铀污染,植物修复作为修复铀污染土壤的一种经济环保的方法得到广泛关注,而铀在土壤中的生物有效性是制约这一技术的关键。本文运用土壤浸取方法,研究了土壤中常见的无机阴离子对土壤中铀的解析的影响,发现CO32对铀的浸取效率在一定范围随其浓度而上升,解析率可高达85%90%;SO42的浓度从5 g/L增加到40 g/L时,铀的解析率从41%增加到53%;铀的解析率与盐析剂NaCl的浓度没有相关性;土壤质量为5 g时,解析剂体积在20 mL达到解析平衡;在浸取前3 d随浸取时间增加铀的解析率逐渐增大,105 h达到解析平衡,平衡解析率可达90%。本实验的开展有利于了解铀在土壤中的吸附-解析机制,对提高土壤中铀的生物有效性具有一定参考价值,为提高植物修复效率奠定了一定的理论基础。     

铀矿山污染场地治理技术初探

通过对我国不同类型铀矿山的生产过程、工艺流程等进行分析,总结铀矿山场地的污染特点,并对其污染程度进行调研。结合对现有土壤修复技术的讨论,论述适用于铀矿山污染场地的土壤修复技术;初步探讨我国铀矿山污染场地修复技术的发展方向及趋势,提出一种可行的修复技术。     

铀在固体介质中的扩散行为研究

研究了放射性核素铀在土壤和水泥中的迁移扩散行为,以及某已关闭放射性分析实验室厂房附近地表土和水泥地面污染情况.采用柱迁移实验研究了核素铀在土壤和水泥样品的柱分配系数Kd和滞留系数Rd.结果表明,铀在土壤中的分配系数大于水泥样品中.环境土壤和水泥样品的比活度测量结果与该地区环境土壤本底值基本一致,随着样品取样深度的增加U...     

某铀尾矿库周边土壤中铀元素的空间分布与污染评价

为查明某铀尾矿库周边土壤中铀元素的空间分布特征及污染程度,对该铀尾矿库进行了现场采样,利用便携式XRF元素分析仪进行了原位测试,并采用SPSS软件对铀元素的测试数据进行了统计分析。结果表明:该铀尾矿库周边土壤中铀元素含量的平均值分别是中国及其所在省土壤中铀元素含量背景值的4倍和2.3倍,而样品中铀元素含量变异系数达到61.84%,属于强变异,且样品中铀元素含量的统计频数属于正偏态分布,这说明该铀尾矿库对其周边土壤产生了一定的污染效应。在统计分析基础上,运用单因子污染指数法与地质累积指数法,并结合Arc GIS空间分析功能对该铀尾矿库周边土壤中铀元素污染程度进行了定量评价,评价结果表明,主要污染区域集中在该铀尾矿库坝址区0~500 m范围内及尾矿库NE侧的应急处理池周围0~100 m内,该评价结果可为铀尾矿库治理及植物修复提供基础数据。     

Uptake of radionuclides by a common reed (Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud.) grown in the vicinity of the former uranium mine at ?irovski vrh

From uranium mining areas, in particular, the radionuclides are usually discharged to the environment during the mining and milling process. At the former uranium mine ?irovski vrh, Slovenia, mine waste and mill tailings were deposited at the Jazbec site and the Boršt site, respectively. Plants grown in soils contaminated with the seepage waters from tailings may represent radiological concern if radionuclides from the uranium decay chain are transferred into the food chain. Uranium is usually accumulated in the roots and translocated to the shoots in limited amounts. Uranium plant accumulators are usually plants from Brassicaceae and Poaceae families. A common reed (Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud.), a tall perennial grass, growing in a wetland habitats, accumulates metals in the above-ground parts. It may be used for phytoremediation of uranium-contaminated soils, because of high biomass production and high metal-accumulation potential. Preliminary results of radionuclide contents measured in such plants, growing on the deposit tailings are presented. A common reed, that was grown on the Boršt tailings pile accumulated 8.6 ± 8 mBq/g dry weight (d.w.) and 2.4 ± 2 mBq/g dry weight (d.w.) of ²³⁸U in leaves and stems, respectively. In the paper, activity concentrations of other nuclides, i.e. ²²⁶Ra, ²¹⁰Pb and ⁴⁰K are also shown and discussed.     

铀尾矿粒度对氡析出影响的蒙特卡罗模拟

基于核反冲理论建立了铀尾矿氡析出的数学模型和蒙特卡罗模拟方法,模拟了不同含水饱和度条件下铀尾矿颗粒粒度对氡析出的影响。结果表明,镭分布于颗粒表面时,4种含水饱和度（5%、20%、50%、75%）条件下的K均随颗粒尺寸的增大先增大后趋于稳定。镭分布在距颗粒表面34 nm和68 nm时,含水饱和度为5%或20%的条件下,K先增加后趋于稳定,而含水饱和度为50%或75%的条件下,K随颗粒尺寸的增大先稍有下降然后逐渐稳定。运用蒙特卡罗方法计算了各铀尾矿样品的氡析出率,计算的氡析出率与实测铀尾矿氡析出率符合较好,相对误差为3%～9%。     

铀浓缩厂铀丰度在线监测装置研制

研制了铀浓缩厂产品端UF₆气体²³⁵U丰度在线实时监测装置。该装置由NaI（Tl）探测器、脉冲处理器、压力和温度传感器、管道阀门系统等组成,利用NaI(Tl)探测器对测量容器内气态UF₆中²³⁵U发射的特征γ射线进行测量来得到²³⁵U的量,利用传感器对气体温度、压力进行测量,根据理想气体状态方程得到UF₆气体中U的总量,从而得到²³⁵U丰度。该装置现场应用实验表明：铀丰度在线监测结果相对标准偏差小于1%,与气体质谱计测量结果相对偏差小于1%。     

Removal and Recovery of Uranium using Microorganisms Isolated from Japanese Uranium Deposits

Attempts were made to remove and to recover uranium present in nuclear fuel effluents and mine tailings using microorganisms isolated from a Japanese uranium mine. Hundreds strains of microorganisms were screened to establish which microorganisms removed the most uranium. Of the tested microorganism strains, an extremely high uranium removing ability was found in some bacteria, including Lactobacillus sp., which can remove about 2,200 μmol uranium per gram dry wt. of microbial cells within one hour. These microbial cells can remove uranium from the uranium refining wastewater with a high efficiency. Lactobacillus cells can remove more uranium from seawater than the other microorganisms which have superior uranium removing capacities from non-saline uranium solutions. The Lactobacillus cells immobilized with a polyacrylamide gel have excellent handling characteristics and can be repeatedly used in the adsorption-desorption cycles. The Lactobacillus cells can be used as an adsorbing agent for the removal and recovery of uranium present in nuclear fuel effluents, mine tailings, seawater, and other waste sources.     

Improvement of the Technology of Radiometric Enrichment of Uranium Ores

Under the new economic conditions, the problem of decreasing substantially the cost of uranium in the final product obtained by processing mined ores has become acute. A search has shown that the problem can be successfully solved by closely combining hydrometallurgical conversion in plants with inexpensive processes, such as large-batch sorting in radiometric monitoring stations, radiometric piecewise separation, and mound leaching of low-grade ore. Radiometric enrichment produces tailings as well as average and rich concentrates. The rich concentrate will be processed using a separate scheme without a sorption process. A specific example of the combined scheme and the apparatus developed for implementing this scheme are examined. 1 figure, 3 tables, 10 references.