双向低频振动对铀尾矿库滩面覆土层控氡效果影响的试验研究

双向低频振动引起铀尾矿库滩面覆盖层控氡效果劣化是其结构设计中应加以考虑的一项问题。以铀尾砂与本地红土为原材料,制备干燥、自然和饱和三种含水状态下铀尾矿库滩面覆土层试样,基于自制激振组合氡析出试验装置,开展双向低频振动下铀尾矿库滩面覆土层氡析出试验。结果表明,不同含水状态的铀尾矿库滩面覆土层在低频振动条件下,均大致呈现降氡效率随覆土厚度增加而增加的趋势,其中当覆土厚度为5 cm时,降氡效率分别为54.14%、50.32%、60.51%;当激振频率为10 Hz左右时,干燥、自然状态覆土表面氡析出率均达到峰值,分别为0.135 Bq/(m²·s)、0.089 Bq/(m²·s),而饱和状态覆土表面氡析出率在15 Hz的低频振动条件下达到峰值0.118 Bq/(m²·s);双向低频振动对覆土层控氡效果的影响程度表现为:饱和状态>干燥状态>自然状态。     

单向低频振动对铀尾矿库滩面氡析出影响的实验研究

我国地震多发且一般属于低频振动,其对铀尾矿库滩面具有影响。通过自制双向水平振动台氡析出测试装置,制作了φ100 mm×300 mm (250 mm铀尾砂加盖50 mm的红土)分层压实的铀尾矿库模拟滩面模型,分析对比了振动前后铀尾矿库滩面氡析出率变化规律。试验研究表明:在前后方向水平振动(10,20,30 Hz)条件下,滩面氡析出率总体呈现先上升后下降规律,左右水平振动条件下,滩面氡析出率呈现先下降后上升。红土覆盖层覆盖后,氡析出率有所降低。综上所述,低频振动对于铀尾矿库滩面氡析出的影响较大,试验结果可以铀尾矿库退役治理提供一定的理论参考。     

存在表面络合作用情况下地下水中U(Ⅵ)运移耦合模拟

由于地下水系统中,孔隙介质比表面积大,研究核素运移时应该考虑发生在固-液表面上的化学反应.表面络合理论能很好地描述固-液界面上发生的化学反应,解释固-液界面吸附作用.本文研究了存在表面络合吸附作用情况下地下水中核素U(Ⅵ)的运移情况,并以我国南方某尾矿库为例成功实现了对浅层地下水中核素U(Ⅵ)运移的数值模拟.研究表明,在模拟固-液比相对较大的地下水系统中溶质运移规律时,考虑表面络合作用是必要的;在该研究区内表面络合吸附作用与pH值呈非线性关系,当pH为6~7时,孔隙介质表面对U(Ⅵ)吸附量较大,且pH为6时地下水中U(Ⅵ)浓度达到最低.     

某铀尾矿库中放射性核素对环境的影响

铀尾矿是铀矿水冶工艺的产物,通常存放于铀尾矿库中.铀尾矿库的放射性核素不仅有如氡及其子体以气态方式扩散进入环境,而且还能随着铀尾矿水在土壤中进行横向和纵向渗透迁移,从而对土壤、地表水和地下水等产生严重的放射性污染.通过对尾矿库、尾矿坝下游不同深度,不同距离的土壤中放射性核素(238U,232 Th,226 Ra,40K...     

铀尾矿库氡析出率多点快速测量方法研究与应用

基于开孔集氡室累积测氡析出率其氡的等效衰变常量近似不变的原理,建立一种铀尾矿库表面氡析出率多点快速测量方法.该方法是将集氡室扣在待测介质表面上,经一定时间再将集氡室与氡析出率测量仪相连,实现取样氡浓度计算得到待测介质表面氡析出率.结果表明,快速测量氡析出率的方法其测量值与南华大学氡析出率标准装置的参考值误差较小,运用多点快速测量氡析出率的方法能够满足广区域的尾矿库表面氡析出率分布规律测量的需要.     

Th (Ⅳ)在铀尾矿库周边土壤中的吸附研究

为明确溶液初始pH、固液比、初始浓度、接触时间、温度等因素对土壤吸附钍的影响,通过静态平衡吸附实验探究了Th(Ⅳ)在铀尾矿库周边土壤中的吸附行为.结果 表明,溶液初始pH、初始浓度、固液比、温度对土壤样品吸附Th(Ⅳ)的影响较大.在酸性条件下,土壤中含有的蒙脱石表面会被质子化,吸附率也会增加.吸附动力学模型及等温吸附模...     

低频振动下铀尾砂氡析出机理研究

为探究铀尾砂氡析出内在机理,以铀尾砂为研究对象,针对振动频率、振幅、试验温度、试样含水率四个因素,采用控制变量法,以开环的形式进行振动氡析出试验。结果表明:振动作用加剧了铀尾砂氡析出。振动频率加快,铀尾砂愈发疏松、颗粒裂隙增多,加剧氡析出;振幅小于A时,振动作用导致铀尾砂堆松散程度增加,利于氡原子从颗粒间隙中逸出;振幅大于A小于5A时,振动导致铀尾砂颗粒反复摩擦,愈发光滑,促使颗粒间愈发密实,填堵了原有的气流通道,氡析出减弱;振动下温度升高,铀尾砂颗粒内外形成孔隙压、浓度差,氡热运动加剧,致使氡析出加剧;含水率小于15%时,孔隙水增强氡射气成为主导,捕获更多的氡原子,随着含水率增大,氡析出加剧;含水率大于15%时,孔隙水阻碍氡扩散成为主导,抑制氡析出,随着含水率增大,氡析出减弱。     

宏观弥散度和阻滞系数对地下水中核素迁移模拟的影响

对宏观弥散度和阻滞系数的取值进行了理论分析,运用PHREEQCⅡ软件,以我国南方某铀水冶尾矿库为例,探讨了宏观弥散度和阻滞系数对地下水中核素迁移模拟的影响.研究表明:宏观弥散度和阻滞系数对大时空的核素迁移模拟影响显著.在其他条件相同的情况下,弥散度增大,受污染地下水中总U浓度开始降低的距离将缩短,但反而迁移得更远;随着阻滞系数的增大,同距离处234U的浓度将显著下降,但其迁移距离变短.要得到可靠的宏观弥散度和阻滞系数,可利用宏观参数与介质统计特性的关系求解介质宏观弥散参数,阻滞系数可由现场实验或实验室土柱实验直接测得.     

回生淀粉吸附U(VI)的特性及机理分析

以玉米淀粉(CS)为原材料,采用加热后冷藏溶剂交换法制备回生淀粉(MS)。通过静态吸附实验,考察了初始pH,投加量,铀初始浓度及温度等因素对MS吸附U(VI)的影响。试验结果表明,pH=6为最佳pH,在温度25℃条件下,MS对10 mg/L U(VI)溶液去除率可达97.8%。反应过程符合准二级动力学方程与Langmuir热力学方程。FT-IR、SEM和EDS分析结果表明,MS吸附铀前后表面形态发生了改变,MS吸附U(VI)的机理为表面络合吸附,起主要作用的是表面活性羟基。     

回生淀粉吸附U(Ⅵ)的特性及机理分析

以玉米淀粉(CS)为原材料,采用加热后冷藏溶剂交换法制备回生淀粉(MS)。通过静态吸附实验,考察了初始pH、投加量、铀初始浓度及温度等因素对MS吸附U(Ⅵ)的影响。试验结果表明,pH值6为最佳pH值,在温度25℃条件下,MS对10mg/LU(Ⅵ)溶液去除率可达97.8%。反应过程符合准二级动力学方程与Langmuir热力学方程。FT-IR、SEM和EDS分析结果表明,MS吸附铀前后表面形态发生了改变,MS吸附U(Ⅵ)的机理为表面络合吸附,起主要作用的是表面活性羟基。     

铀尾矿废石场辐射安全分析与评价

本文从理论计算和现场实测入手,分析了铀尾矿废石场放射性核素的分布、排放量,指出氡是铀尾矿废石场中的主要核素,是公众剂量的主要贡献者.理论计算和实测表明,随着离铀尾矿废石场距离的增加,周围环境空气中氡浓度、氡所致个人剂量呈下降趋势.本文通过对5个铀尾矿废石场的实测,提出了铀尾矿废石场防护距离的确定方法,给出了铀尾矿废石场的安全防护距离,用以指导铀尾矿废石场辐射安全防护的验证和设计工作.     

柠檬酸强化黄铜尾矿的生物浸矿

通过摇瓶试验研究混合硫杆菌浸出黄铜矿尾矿砂,并初步探讨不同矿浆质量浓度和柠檬酸质量浓度对浸提实验的影响。研究结果表明,添加柠檬酸在一定质量浓度范围内对黄铜矿尾矿砂的硫杆菌浸提有促进作用。在整个浸提实验中,浸矿效率最高达到44.8%,溶液中柠檬酸质量浓度和矿浆质量浓度都会直接影响细菌的氧化活性和浸矿效果。     

酸雨淋滤对成都市表生土壤镉释放的影响

研究了模拟酸雨pH值,阴、阳离子浓度及比例对成都市典型土壤镉释放的影响.结果表明,研究区水稻土和黄壤经酸雨淋滤都表现出以下规律:(1)土壤中的镉在高酸度条件下极易活化;(2)增加酸雨中阴、阳离子浓度,土壤镉的释放量相应增大;(3)SO42-/NO3-中NO3-的比例提高时,土壤镉的释放量增大.     

铀矿尾渣胶结充填体塌落度影响因素及预测模型

采用生石灰中和后的铀矿尾渣为试验骨料,水泥为胶结剂,试验了不同渣浆质量浓度和灰渣质量比条件下尾渣胶结充填体试件塌落度。利用自适应神经模糊推理系统(adaptive neuro-fuzzy inference system,ANFIS)预测不同渣浆质量浓度和灰渣质量比条件下塌落度。试验结果和模型预测结果表明,在同等条件下,铀矿尾渣胶结充填体的塌落度与渣浆质量浓度和灰渣质量比均成反比;随着渣浆质量浓度变小,铀矿尾渣胶结充填体流动性变大,如果再降低灰渣质量比,铀矿尾渣胶结充填体会出现明显离析现象;铀矿尾渣胶结充填体塌落度ANFIS模型的预测精度较高,结果唯一且可靠;如果不同矿山铀尾渣物理参数相似性较高,则已知的铀矿尾渣胶结充填体塌落度ANFIS模型可以预测该矿山尾渣胶结充填体的塌落度。     

赤红壤对模拟酸雨缓冲能力的研究

通过模拟酸雨的淋溶实验,引入绝对缓冲量和相对缓冲量的概念,分析了赤红壤对酸性降水的缓冲能力及其变化.认为赤红壤本身酸性较强,主要通过阳离子交换反应和氢氧化物的溶解反应发挥缓冲作用.对pH3.5以上的酸雨具有稳定的缓冲能力,淋入酸雨pH3.0以下时,对土壤的缓冲机制有一定损害,使缓冲能力逐渐下降,但下降的速率随淋溶程度的加深而趋缓.     

模拟酸雨淋溶对土壤镉迁移的影响

以紫色土和黄壤作为供试土壤进行模拟酸雨淋溶试验.结果表明,酸雨增加了土壤镉的迁移性.随着酸雨pH值的降低,Cd的淋溶量越大,在土壤中的残留量减少,但是不同pH之间淋溶率的差异小,说明酸雨虽然增强了土壤中金属迁移性,但迁移缓慢.同一重金属的迁移性因土壤类型不同有差异.Cd在黄壤中的迁移性大于紫色土.对数方程表明酸雨淋溶量与Cd残留量之间并非简单的线性关系,重金属在土壤中迁移除了受到酸雨pH的影响,同时还受土壤Eh,有机质含量,CEC,土壤胶体,有机和无机配体的数量等因子的影响.     

不同施肥条件下酸雨对土壤硝态氮淋失的影响

通过室内土柱模拟试验,研究了不同施肥条件下酸雨对紫色土硝态氮淋失的影响。结果表明:酸雨和施肥对NO-3-N淋失都有影响。雨水pH值对中性紫色土硝态氮淋失的影响较为明显,表现为:酸雨pH值越低,土壤中硝态氮淋失越明显;酸性紫色土硝态氮的淋失随pH值的变化不明显;在雨水pH值相同,不同施肥条件下,土壤硝态氮淋失量的顺序为:有机+化肥>化肥>有机>对照。     

包气带对铀尾矿库放射性液态流出物阻隔能力的实验研究

以湖南某铀尾矿库放射性渗滤液为研究对象,将铀酰离子作为特征污染因子,选取其周边有代表性的土层制作两组具有相同含水率的砂柱,研究包气带对铀废液的吸附和阻滞能力及铀酰离子在包气带中的迁移规律.结果表明:1)包气带对铀渗滤液具有较强的阻滞和载蓄作用,可有效延缓其污染地下水的时间;2)包气带对废液的蓄纳过程具有阶段性特征,可分为稳定吸纳和缓慢发育两个阶段,最大吸纳能力为38.20 kg/m~3;3)铀酰离子随着在砂土中迁移深度的增加,浓度逐渐降低.     

模拟酸雨对土壤化学及其蔬菜生长的影响

酸雨对陆生生态的影响往往是通过土壤肥力衰退而实现,在此过程中,盐基性元素的淋容和重金属元素的活化是最重要的。经研究发现,在酸雨淋洗的早期,土壤 pH 因盐基阳离子的释放而上升,但在继续淋洗之后,土壤 pH 值下降,土壤交换性盐基总量减少,表明了土壤酸化是不可避免的。从模拟盆栽试验和田间调查都表明,它将导致蔬菜生长不良,甚至死亡,这使得土壤对蔬菜作物的宜种度下降,最明显的是蕃茄不能生长或结果。土壤酸化还将导致土壤中重金属元素(Fe、Mn、Cu、Zn、Pb 和 Al)的活化度增加,研究还表明。酸雨 pH 降至3.0时,中性与酸性紫色土都将在五年内发生酸化,而当酸雨 pH 值为4.0时,则必须十年以上雨量方可使土壤酸化。因此,可以认为,现代酸雨如重庆、贵阳等地方,将对土壤、植物、动物以至人类都是有危害的。