两种土著水生植物对铀矿坑水的修复能力研究

通过野外采样、室内分析和水培实验,研究了某废弃铀矿坑水中的土著水生植物大薸(Pistia stratiotes L.)和凤眼莲(Eichhornia crassipes)对铀矿坑水的原位修复能力。野外采样分析结果表明,大薸和凤眼莲对废弃铀矿坑水中的铀有极强的富集能力。废弃铀矿坑水中铀浓度在0.4~0.6mg/L之间,高出国家排放标准(GB 23727—2009)规定值(0.05mg/L)的10倍左右。废弃铀矿坑水中土著水生植物大薸和凤眼莲根系平均铀含量分别为1 015.40mg/kg(干重)和504.87mg/kg(干重);富集系数分别为2 071和1 001。水培实验结果表明,大薸对铀矿坑水中铀的去除能力与植物生长期、生物量和覆盖水体面积呈正相关。生长后期(单株生物量鲜重≥100g)的大薸、凤眼莲,投加量为100g/L时,10d可将铀矿坑水中铀浓度由1.93mg/L降至0.03mg/L以下,去除率达到98%以上。SEM-EDS结果表明,大薸和凤眼莲在酸性条件下与水体中的铀结晶矿化,生成纳米片状晶体堆簇在根系表面;在碱性条件下(接近废弃铀矿坑水的pH值时),未出现类似矿化结晶体。表明大薸和凤眼莲对于不同酸度的铀废水体系有不同的修复机理。     

ICP-AES中多重谱线拟合(MSF)扣除光谱干扰法在Th、U测定中的应用

多元光谱拟合(MSF)校正法是一种新的校正多种基体干扰的方法。本工作采用MSF法,有效地校正了大量U基体对微量Th的干扰及大量Th基体对微量U的光谱干扰。对ρ(U)/ρ(Th)=200∶0.1~200∶1.0和ρ(Th)/ρ(U)=200∶0.1~200∶1.0的模拟样品进行测定,在Th波长401.913nm下,200mg/L U中0.1~1.0mg/L Th测定的测量误差为0.33%~4.13%,在U波长409.014nm下,200mg/L Th中0.1~1.0mg/L U测定的测量误差为4%~10%,得到较为满意的测定结果。     

内蒙古巴彦乌拉铀矿周边井水铀含量水平调查

随着铀矿的开采和利用，铀矿周边水源是否受到放射性核素铀的污染，已成为人们普遍关心的问题。以内蒙古巴彦乌拉铀矿为例，对铀矿周边30 km范围内的全部98个井水样本的总铀浓度进行监测。结果表明：98份井水样本的总铀浓度范围在枯水期和丰水期分别为3.74～125.18μg/L和3.76～150.36μg/L之间，部分样本的总铀浓度大于30μg/L,安装饮用水过滤装置可以显著降低井水中铀的含量。     

石墨晶体预衍射X射线荧光法同时测定工艺样品中的低浓铀和低浓钚

利用石墨晶体预衍射X射线荧光法同时测定后处理工艺料液中的低浓铀和钚,建立了测定工艺料液中低浓铀和钚的分析方法。采用Ag靶散射线校正基体效应,以I(U)/Ic(Ag)-ρ(U)和I(Pu)/Ic(Ag)-ρ(Pu)作校正曲线,铀和钚的质量浓度均在2.00～1 000.00mg/L时线性相关系数(r2)均大于0.9990。测定结果表明U和Pu的精密度(sr)均优于5%,U的相对误差小于3.0%,Pu的相对误差小于4.0%。     

吸附沉淀法处理含铀废水试验研究与应用

随着环保监管要求的逐步提高,原有的树脂吸附-石灰沉淀法满足不了新的排放要求,现对"717"树脂吸附-钙盐沉淀法进行改进性试验研究及生产应用。结果表明:三台"717"树脂吸附塔串联可将含铀废水铀含量由100 mg/L降至50μg/L以下,吸附效率可达99.9%以上;控制反应时间为30分钟、氢氧化钙投加量为30 kg/m3、氯化钙加入量为5 kg/m3时,氢氧化钙—氯化钙沉淀法能将废水中氟离子浓度由700 mg/L降至10 mg/L以下;通过生产应用试验,采用氢氧化钙—氯化钙沉淀法处理吸附尾水,具有较好的沉淀效果,排放废水中的铀、氟浓度均能满足排放要求及标准。     

纳米零价铁去除溶液中U(Ⅵ)的研究

采用KBH4还原Fe3+制备纳米级零价铁,去除溶液中以铀酰离子形式(UO22+)存在的六价铀[U(Ⅵ)],考察纳米零价铁(NZVI)投加量、溶液pH值、U(Ⅵ)初始质量浓度以及时间等因素对铀去除效果的影响。实验结果表明:NZVI对U(Ⅵ)有很好的去除效果,当溶液pH=5.5、投加量为1.0 g/L、U(Ⅵ)初始质量浓度为45 mg/L、吸附时间为2.5 h时,对U(Ⅵ)的去除率为98.98%,吸附量为27.22 mg.g-1。     

U(Ⅵ)-U(Ⅳ)氧化还原排代色谱学研究——Ⅱ.阳交换的全回流、交换平衡和ρ-(?)关系

本文提出了全回流解析法以研究U(Ⅵ)-U(Ⅳ)氧化还原阳离子排代色谱中的多元交换平衡,推导出各竞争离子的交换平衡式。在此基础上,导出了ρ-ρ关系式:ρ=(1-φ)/(1/ρ)+φ。ρ和ρ分别为固、液相中U(Ⅵ)对U(Ⅳ)摩尔浓度比,它们是决定铀同位素分离系数的主要参数。φ是有效排代率β的函数:φ=(1/2)M_(F·(111))(1-β)/M_(U(Ⅵ))。从ρ-ρ式可预见,不可能找到使ρ→∞而同时ρ→0的理想实验条件。     

分光光度解谱法直接测定U、HNO3、HNO2混合组分浓度

将最小二乘法应用于分光光度解谱分析,在波长350～500 nm范围内,利用U-HNO3-HNO2的吸收谱分别建立了HNO3水溶液和30%TBP煤油中U、HNO3、HNQ2的分析方法.在水相ρ(U)=0.95～74.1 g/L、c(HNO3)=3～5 mol/L、c(HNO2)=5×10-4～2×10-3mol/L时,U...     

提取钿过程中树脂的钼中毒

研究了树脂钼中毒与钼酸聚合的关系。用电位滴定、激光喇曼光谱法研究了钼酸聚合与溶液pH值和浓度的关系。当钼浓度由0.2mol/L降至0.5mmol/L时,开始聚合的pH值由6.5降至4.5。研究结果表明:201×7树脂在酸性溶液中主要是吸附MO_8O_(26)~(4-)离子,并在树脂上占有交换基而引起树脂中毒。铀矿浸出液中的钼和磷在铀矿浸出的条件下能生成12-磷钼杂多酸,该杂多酸也能引起树脂中毒。钼中毒树脂上的钼均能用氢氧化铵和硫酸铵混合解吸剂协同解吸再生。解吸后的树脂可直接返回用于吸附铀,解吸下来的钼可用离子交换法回收。     

提取铀过程中树脂的钼中毒

研究了树脂钼中毒与钼酸聚合的关系。用电位滴定、激光喇曼光谱法研究了钼酸聚合与溶液pH值和浓度的关系。当钼浓度由0.2mol/L降至0.5mmol/L时,开始聚合的pH值由6.5降至4.5。研究结果表明:201×7树脂在酸性溶液中主要是吸附Mo_8O_(26)~(4-)离子,并在树脂上占有交换基而引起树脂中毒。铀矿浸出液中的钼和磷在铀矿浸出的条件下能生成12-磷钼杂多酸,该杂多酸也能引起树脂中毒。钼中毒树脂上的钼均能用氢氧化铵和硫酸铵混合解吸剂协同解吸再生。解吸后的树脂可直接返回用于吸附铀,解吸下来的钼可用离子交换法回收。     

铀胁迫凤眼莲根部代谢产物内部萃取电喷雾电离质谱分析

凤眼莲（俗名水葫芦）应答铀胁迫代谢组学研究,是理解其对重金属胁迫耐受性和敏感性复杂生命过程的关键。本研究采用内部萃取电喷雾电离质谱（iEESI-MS）方法,在正离子检测模式下,选择甲醇-水（V∶V=1∶1）作萃取剂,实现了在无需复杂前处理的条件下,对铀胁迫下生长的水葫芦根部代谢物的选择性离子化,获得了组织样品在 m/z 50～400范围内的化学指纹谱,通过碰撞诱导解离（CID）实验,鉴定并分析了甘氨酸、天冬酰胺、组氨酸、胆碱、吲哚乙酸、十一醛等具有代表性的代谢产物的变化情况。研究发现,组氨酸含量随铀浓度的增加呈现明显增大的趋势,且在40 μg/mL铀胁迫第10 d时,水葫芦根部出现发黑、腐烂等症状。本方法具有无需复杂样品预处理、操作较简单、分析速度快等优点,为铀胁迫水葫芦代谢物分析提供了新的质谱方法。本研究为铀胁迫水葫芦次生代谢物分子水平物质变化的研究提供了新的思路。     

微生物质水热碳锰复合材料对铀的吸附行为研究

以工业啤酒酵母为碳源,采用一步法合成了微生物质水热碳锰复合材料（MHTC）,并利用XRD、FT-IR和SEM等对材料进行了表征。在此基础上,系统研究了不同C/Mn原子比、初始pH值、接触时间、初始铀浓度对MHTC吸附铀性能的影响。结果表明：C/Mn原子比为1∶10的碳锰复合材料（MHTC-10）对铀的吸附性能最优。在铀初始浓度为50 mg/L、初始pH=4.5条件下,12 h可达吸附平衡,最大吸附量为371 mg/g。吸附过程符合准二级动力学模型以及Freundlich等温模型。热力学数据表明,铀在MHTC-10上的吸附是一自发、放热的过程。该研究结果可为含铀环境中铀的分离富集提供新的思路。     

反硝化细菌生物反应器去除地浸采铀矿山退役采区地下水中NO3——N的试验研究

地浸采铀矿山退役采区地下水的NO₃^--N污染是一备受关注的问题。本文通过对取自某地浸采铀矿山退役采区的污泥进行驯化,得到了能去除地浸采铀矿山退役采区污染地下水中NO₃^--N的反硝化细菌,自行设计了上流式固定床反硝化细菌生物反应器,研究了pH值、C/N比和水力停留时间（HRT）对反硝化细菌生物反应器去除地浸采铀矿山退役采区污染地下水中NO₃^--N的影响。研究结果表明：当进液pH值为6.50、NO₃^--N浓度为1 000 mg/L、HRT为2 3 h时,NO₃^--N的去除率和去除速率分别达97%和388 mg/(h•L),生物反应器处理废水的能力达0.35 m³/(h•m³);当进液NO₃^--N浓度为550 mg/L、HRT为1.4 h时,NO₃^--N的去除率和去除速率分别达96%和368 mg/(h•L),生物反应器处理废水的能力达0.62 m³/(h•m³);反硝化细菌生物反应器适宜的运行条件是pH值为5.00～8.00,C/N比为0.6～0.8。     

凹凸棒石与硫酸亚铁协同吸附铀

通过静态吸附实验,研究了pH值、吸附时间、铀初始质量浓度、吸附剂用量等因素对凹凸棒石及凹凸棒石与硫酸亚铁协同吸附铀的影响,从热力学和动力学方面对吸附过程进行了分析,并通过红外光谱（IR）和扫描电镜（SEM）探讨了其吸附机理。结果表明,当温度为25 ℃、pH值为5.0、凹凸棒石投加量为15 g/L、铀初始质量浓度为100 mg/L、吸附反应30 min时,凹凸棒石对UO²⁺₂的吸附率达89.5%,饱和吸附量可达40.8 mg/g以上;加硫酸亚铁后,凹凸棒石和硫酸亚铁协同吸附铀的效果大幅提高,在25 ℃、pH值为6.5、凹凸棒石用量20 g/L、FeSO₄用量1 g/L、铀初始质量浓度为100 mg/L、吸附时间30 min时,凹凸棒石和硫酸亚铁协同对UO²⁺₂的吸附率达99.9%以上,经处理的含铀废水能达国标排放。凹凸棒石对UO²⁺₂的吸附遵循Langmuir吸附等温线;凹凸棒石及其协同体系对UO²⁺₂的吸附动力学模型符合准二级动力学方程。凹凸棒石吸附铀前后的红外光谱表明,凹凸棒石主要是通过羟基、胺基等基团与铀络合进行吸附的。     

氨基酸改性尼龙66纤维的制备及其铀吸附性能

采用辐射接枝法将甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）接枝于尼龙66（PA66）纤维表面以引入环氧基团,利用N-乙酰-L-半胱氨酸（NAC）与环氧基团进行开环反应,制备出氨基酸改性的PA66纤维吸附材料。利用红外光谱、热重分析、X射线光电子能谱、扫描电镜对改性前后PA66纤维化学结构、表面形貌进行表征。考察了含铀水溶液的初始pH值、初始铀浓度和吸附时间对PA66纤维吸附材料的铀吸附容量影响规律。研究表明,当溶液初始pH为8时,铀吸附效果最佳;吸附时间为100 min时达到饱和吸附;吸附材料对铀的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,吸附容量可达75.53 mg/g（铀初始质量浓度为25 mg/L）。此外纤维吸附材料在含铀等多种金属离子水溶液中具有良好的铀吸附选择性。     

新型磁性螯合聚合物的合成及其对铀吸附性能的研究

合成了一种新型的、具有高吸附量和机械强度且易于分离的双偕胺肟基聚合物/Fe₃O₄@SiO₂吸附剂,通过静态吸附实验,研究了pH值、固液比、吸附时间、溶液初始浓度等因素对吸附剂吸附铀的影响,并探讨了吸附过程的热力学和动力学。结果表明,吸附剂对铀的吸附量随吸附剂用量、吸附时间及铀酰离子初始浓度的增加而增加,但当这些因素达到一定值时,吸附达到平衡。最佳吸附条件为：pH=5、固液比为0.6 g/L、吸附时间为90 min、铀溶液初始浓度为100 mg/L,在此条件下其饱和吸附量可达到160 mg/g。吸附剂对铀的吸附遵循Langmuir等温吸附线,符合准二级动力学方程。     

柠檬酸修饰真菌Fusarium sp.#ZZF51生物吸附Th(Ⅳ)

采用生物吸附法去除废水中Th(Ⅳ),研究了南海红树林内源真菌Fusarium sp.#ZZF51化学改性后吸附Th(Ⅳ)的行为特性、吸附模型及吸附机理。通过柠檬酸对真菌Fusarium sp.#ZZF51进行修饰,将吸附剂表面的羟基与柠檬酸发生酯化,能更有效地吸附钍离子。结果表明:常温常压下,pH=4.5,ρ0(Th(Ⅳ))=50mg/L,吸附剂0.03g,反应90min,最大吸附率为90.87%,吸附量为75.47mg/g,吸附量比未经处理的真菌(最优吸附条件下,吸附量为11.35mg/g)吸附要大。通过Langmuir、Freundlich、Temkin三种等温吸附模型对数据进行拟合,Langmuir模型能更好地描述受试菌对Th(Ⅳ)的平衡吸附行为,同时吸附过程能很好的用准二级反应动力学来解释。此外,比较吸附前后红外光谱图,发现细胞壁上羰基、羟基、氨基是主要的作用基团。     

共沉淀薄样-X射线荧光法分析痕量铀

本工作研究了Fe-二乙基二硫代氨基甲酸钠（DDTC）共沉淀富集-X射线荧光光谱法测定痕量铀。在0.01 mol/L硝酸介质中,使用500μg Fe和10%（质量分数）的DDTC将铀沉淀转移到滤纸片上制成薄样,采用X射线荧光法测量,以银靶散射线作内标校正基体效应和仪器的漂移等,在0.1~2.0 mg/L铀溶液范围内线性良好,线性相关系数为0.9994。铀的检出限为0.04 mg/L,比溶液法X射线荧光分析的检出限降低约一个数量级。     

偕胺肟基改性碳纳米管对铀的吸附性能研究

对多壁碳纳米管（MWNTs）进行偕胺肟基改性,采用透射电子显微镜（TEM）和傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）进行表征,研究了改性前后MWNTs在不同条件下对铀的吸附性能。结果表明,在pH=2～8的范围内,未改性的碳纳米管（raw-MWNTs）与偕胺肟基改性碳纳米管（AO-MWNTs）对铀的吸附容量均是先增大后降低,pH值为5时达到最大。随着铀初始浓度的增大,raw-MWNTs和AO-MWNTs对铀的吸附容量逐渐升高。当铀初始浓度为10 mg/L时,AO-MWNTs对铀振荡吸附30 min后达到平衡,吸附容量可达18.93 mg/g,而raw-MWNTs对铀振荡吸附60 min后趋于稳定,吸附容量可达9.59 mg/g。AO-MWNTs对铀的吸附符合Langmuir和Freundlich模型,最大理论吸附容量为106.38 mg/g。