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。     

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。     

某铀尾矿区植物组成及其对铀的积累作用研究

分析研究了某铀尾矿区植物资源,并对这些植物的铀积累作用进行了研究。结果显示,该尾矿区污染土壤上植物群落较简单,共有高等植物31种,隶属12科,其中：禾本科最多,12种;其次是菊科植物,5种;凤尾蕨科和莎草科植物各3种;其他科各1种。1年生或多年生草本植物有28种,占总数的90.3%,其他3种为灌木或小乔木。对这31种植物进行了铀含量测定,结果发现,铀富集量在200 mg/kg以上的植物有14种,占总数的45%,其中富集量在600 mg/kg以上的有3种,分别是水莎草、牧草、小飞蓬。植物体内铀迁移系数大于1的有9种,其中燕麦、牧草、鼠曲草、青蒿中铀的迁移系数较大。这31种植物中,可考虑将水莎草、牧草作为超富集植物应用于铀污染土壤的修复,小飞蓬、盐肤木、枸骨、燕麦、鼠曲草、碎米莎草、龙葵等对铀污染土壤的修复具有潜在应用价值,可进一步研究。     

豌豆对U和Cd复合胁迫反应及其积累特征

通过水培试验研究了不同浓度U和Cd复合胁迫下对豌豆根系活力、叶绿素和超氧化物歧化酶的影响,及植株对两种元素的积累特征。结果表明:经低浓度(20 mg/kg)U和Cd处理,豌豆的根系活力高于对照,相对其它浓度能促进根系生长。豌豆叶绿素含量随浓度增加均呈现先升后降的趋势,而SOD活性呈现先降后升的趋势。水介质中,U和Cd复合胁迫对豌豆生物量影响不大。随着处理浓度增加,豌豆体内U和Cd含量增加,并且根系中含量>地上部植物中含量。豌豆对U、Cd的富集系数和转运系数均<1,豌豆对U的耐受性明显强于Cd。     

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。     

ICP-MS技术测定贫铀在土壤中的含量及分布

利用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）技术,对某铀模拟试验舱周围的土壤进行了土壤铀浓度和铀同位素比值的测定。采集试验舱周围不同距离和不同深度土样,测量其中铀浓度以及铀同位素比值。监测结果显示,试验舱周围50 m内为贫铀（DU）污染的主要影响区域,DU垂直迁移深度可达25 cm。另外,试验结果显示ICP-MS技术可以快速测定贫铀浓度及其同位素比值,从而有助于确定污染源项。     

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。     

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。     

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。     

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。     

钙-铀-碳酸络合物对红土吸附铀性能的影响

采用静态实验法研究了钙-铀-碳酸络合物对红土吸附铀性能的影响。结果表明:溶液的pH值、总碳酸和钙离子浓度增大会抑制红土对铀的吸附,当pH=7.0,红土投加量为1g/L,钙离子、总碳酸根和初始铀浓度分别为0.4mmol/L、3.8mmol/L和50mg/L时,红土对铀的最大吸附容量约为4.20mg/g。铀在红土上的吸附形态为UO2(CO3)2-2、UO2(CO3)4-3和UO2CO3(aq)。利用铀-碳酸络合物总量c(UCO3)T可预测红土吸附铀的容量qe,c(U-CO3)T与qe呈非线性关系,其方程为qe=18.2(c(UO2+2)·c(CO2-3)(K1+K2c(CO2-3)+K3c2(CO2-3)))0.36。该研究成果可为铀污染土壤的修复和治理提供技术和理论参考。     

我国干旱地区放射性废(矿)石治理效果研究

过去50 a的铀矿地质勘查为我国核工业发展提供了所需的铀矿资源,同时也产生了大量不同水平的放射性废(矿)石。从1990年开始,中国核工业总公司地质局对分布在全国的放射性废(矿)石堆依轻重缓急安排进行了因地制宜的治理。"十五"期间开展"我国干旱地区放射性废(矿)石治理效果研究",旨在通过较系统的野外调查和室内测试,总结经验,发现问题并提出相应的补救措施。治理工程总体上取得了良好效果。土壤、植物和水样品的研究成果表明,样品中的核素含量基本在当地的环境本底值范围内;γ射线外照射吸收剂量率符合国家相关限值的要求。结合作者多年在该领域的工作经验,对我国放射性废(矿)石的治理方案从治理总体思路、主要技术环节,以及今后需要重点解决的关键技术进行探讨。     

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。     

黄酮类化合物对急性贫铀中毒的促排解毒作用初探

为了寻找对急性贫铀中毒具有促排及较好解毒作用的黄酮类化合物,给予Wistar大鼠贫铀,20mg／kg体重,立即给予含邻苯二酚基团的黄酮类化合物（包括QU、F1、F2、T1、T2、MY、BA）,10mg／kg体重,连续3d,并设邻苯二酚类化合物8102及DMSO作为实验对照。观察大鼠在3d内的死亡率;收集72h尿液,取血液和一侧肾脏,测定铀含量,并进行肾功能检测和肾脏等组织病理观察。结果发现,急性贫铀损伤组死亡率为30％;使用促排剂后,8102组和F1组死亡率为0;T1、T2和DMSO组死亡率为20％。T2组尿铀含量增加,血铀含量减少,促排铀效果明显优于其它各促排剂（p〈0．05）,但肾脏铀含量增加;T1组次之,8102组肾脏铀含量降低。给予8102后,可使大鼠血清尿素氮和肌酐浓度大大降低,且能下降到与正常组相近的水平（p〈0．01）。F1组次之,但降低幅度不如8102显著。F2、T1和1r2组的肌酐浓度也显著降低。其余各组肾功能下降不显著。病理观察发现,T2组肾脏无明显损伤;8102和T1次之;F1和QU组肾损伤较重。这些结果说明,T2促排铀效果及对贫铀敏感器官的保护最好,并可改善肾功能,应具有作为贫铀促排剂的潜能。T1的效果次于T2。     

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%。