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湖南某铀尾矿库周边土壤外源铀的输入机制研究

孔秋梅  
【摘要】:铀尾矿是常规开采的铀矿石经破磨、水冶浸铀后残留的固体废弃物(即尾砂),其中仍含有一定量的残余铀。大量铀尾矿露天堆置在尾矿库中,受风化淋溶甚至扬尘等作用可能导致铀的扩散,对周边环境形成潜在的放射性威胁,其中土壤是其重要的赋存介质。铀尾矿库已成为表生环境中引起广泛关注的放射性人因污染源。目前开展的相关研究工作主要集中在铀污染土壤环境质量评价以及修复方面,对于土壤中外源铀的输入机制还缺乏专门研究,而这对于正确评估铀从污染源向环境释放的途径和方式具有重要的指示意义,是有效开展铀尾矿库治理的重要参考依据。本文以湖南某铀尾矿库周边土壤为研究对象,距尾矿库由近及远(即10 m、30 m和200 m)采集了3条农业土壤剖面(S1、S2和S3),通过与区域上背景剖面(B1和B2)以及尾矿库中铀尾砂样品的地球化学特征对比,并结合铀赋存形态分析的逐级化学提取技术,讨论了土壤中外源铀的输入机制。本文主要获得了以下主要认识:1、铀尾矿库对周边土壤已产生了铀污染,3条土壤剖面S1、S2、S3的平均铀含量分别为84.82 mg·kg~(-1)、65.96 mg·kg~(-1)、6.03 mg·kg~(-1),明显高于(或远高于)湖南省土壤的铀含量背景值及背景土壤剖面中铀含量,并且随距离污染源由远及近呈升高的趋势。2、作为农业土壤,剖面S1、S2、S3由于受耕作过程中的人为扰动,外源铀的输入已贯穿了整条剖面。3、利用单因子指数法,S1剖面的污染指数为18.98,S2剖面为14.76,S3剖面为1.35,其中近源(污染源)的S1、S2土壤剖面遭受到重度铀污染,远源的S3剖面为轻微铀污染。4、土壤中外源铀的输入,特别是对于遭受了重度铀污染的近源土壤剖面,主要包括两种机制,一是随铀尾砂的机械混入,二是随渗滤液的离子输入,以前者为主。然而,对于土壤中占绝对优势的专性吸附态(II)外源铀,主要来自于后者的贡献。随铀尾砂机械混入的铀,其赋存形态在土壤中得到了继承;随渗滤液的离子输入的铀,主要专性吸附在土壤基质上。5、研究区铀尾矿库退役后的治理工作应进一步得到加强。一方面,尾矿库滩面的铀尾砂通过机械扩散对周边土壤产生了现实的铀污染;另一方面,铀尾砂在风化过程中释放的水溶态铀也已随渗滤液透过尾矿库迁移到周边环境。因此,对尾矿库的治理,需要针对以上问题开展更为切实有效的工程手段。


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