【摘 要】
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近年来,随着中国核能事业的迅猛发展和对环境问题的日益重视,锕系元素的环境行为特别是锕系离子与环境介质固/液界面的化学反应受到普遍关注.核素的吸附、迁移行为与核素的价态、结合状态(离子、胶体、络合)等化学形态密切相关.当地下水进入处置库以后,随着包装容器的腐蚀和破坏,核素从废物中浸出,地下水的运移导致放射性核素由处置库向外迁移,在随地下水的运移过程中又进一步与多种介质发生各种物理化学作用进而形成胶体
【机 构】
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兰州大学核科学与技术学院放射化学与核环境研究所 兰州 730000
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近年来,随着中国核能事业的迅猛发展和对环境问题的日益重视,锕系元素的环境行为特别是锕系离子与环境介质固/液界面的化学反应受到普遍关注.核素的吸附、迁移行为与核素的价态、结合状态(离子、胶体、络合)等化学形态密切相关.当地下水进入处置库以后,随着包装容器的腐蚀和破坏,核素从废物中浸出,地下水的运移导致放射性核素由处置库向外迁移,在随地下水的运移过程中又进一步与多种介质发生各种物理化学作用进而形成胶体.胶体由于具有较高的表面质量比而被认为是一种潜在的放射性核素迁移的运载体,可以吸附放射性核素,尤其是锕系元素,在核工业废水处理和放射性废物地质处置中具有重要的作用.因此,对核素的胶体行为进行充分的研究是十分必要的,也是放射性废物地质处置中很重要的一个课题.
其他文献
胶体对放射性核素迁移的促进作用得到了普遍的认可.膨润土是高放废物地质处置库的理想缓冲回填材料,与地下水接触后易形成一定粒径的胶体,并携带核素向外迁移.因此研究膨润土胶体系统的稳定性对高放废物处置库的安全评价具有重要意义.膨润土胶体的提取与表征技术是研究其对核素迁移影响的基础.
90Sr具有高毒性、长寿命等特点,是环境放射性监测的主要关注核素,也是核素迁移研究重要的示踪核素.一般来说,环境中含有多种人工和天然放射性核素,因此,90Sr的分析需要预先进行前处理除杂、纯化,然后再行液体闪烁或者低本底β计数,其面临的问题是,前处理过程复杂,实验周期长,测量成本高等.
铀是重要的天然放射性元素之一,在水溶液中通常以铀酰离子(UO22+)形式存在.铀污染主要来自核工业的生产排放、煤的燃烧和磷肥使用等.铀是致癌物质之一,会引起肾炎、骨癌等疾病.世界卫生组织和一些国家监管机构建议饮用水中不超过0.015mg L-1[1,2].因此,如何有效从核工业产生的废水中去除和回收放射性铀,不仅关系到我国的核能是否能够可持续发展,还关系到铀矿附近居民的健康.
随着污染物的增长和自然资源的枯竭,能源短缺问题已经成为最急迫的工作和研究的重点[1].核能作为一种清洁有效的裂变或融合能源,已成为最具潜力的解决世界能源危机问题的能源[2].铀作为一种主要的核反应放射性核素,广泛的分散在岩石,海水和矿产等地方,正面临着不均匀的区域性分布和严峻的采矿问题[3].而且,不合理的开发、丢弃的尾渣和核事故等一系列人类活动导致含铀的污水和固体颗粒直接释放到环境介质中.铀污染
铀是核燃料循环过程中(铀矿开采、铀料后处理与放射性废物地质处置等等)的关键元素.由于铀的放射性与化学毒性,具有较高的迁移性的U(Ⅵ)容易进入生态圈威胁生物安全.因此,从核环境安全与环境保护的角度考虑,研究从被污染水体中去除U(Ⅵ)具有重要的意义.
世界各核能国对放射性废物(主要为钚)处置工作十分重视[1],为实现放射性废物的安全管理,确保放射性核素长期处置安全性,目前普遍接受的可行方案就是深地质处置.但是若干年后,地下水有可能穿透岩石屏障,核废物与地下水接触后发生溶解并随地下水向周边环境迁移.
随着核能的开发和利用,对铀资源的需求与日俱增,从环境中提取铀和从乏燃料中回收铀,对于核能发展和环境保护都具有重要意义.高吸水性树脂是一种具有三维网络结构的功能高分子材料,由于结构中含有羧基等官能团,将其作为新型吸附剂吸附重金属离子、染料和氮磷等污染物成为近年的研究热点[1-3].
129I是碘元素的唯一长寿命放射性同位素,其半衰期为1.6×107a,β衰变,能量为152keV.人类核活动是目前自然界中129I的主要来源.随着核技术的发展,核试验、乏燃料后处理及核电站事故向自然界排放或泄漏了大量的129I,使环境中129I与127I丰度比迅速增大了2-4个数量级,乏燃料后处理厂附近最高已达10-4-10-3水平.
以产甲烷厌氧颗粒污泥为接种源的厌氧反应器已被证明可成功修复地下水中的铀污染[1,2],然而胞外聚合物(EPS)在此过程中的作用并不清楚.因此,通过分析厌氧颗粒污泥固定铀过程中,EPS和其成分含量变化,以及上清液、EPS及污泥中铀的含量及形态的动力学变化,探讨EPS的作用.
在核燃料的后处理、核设施退役和检修等过程中,不可避免的会产生一定量的放射性废油或油水混合废液.理论上,焚烧法可用于处理放射性废油或油水混合废液,但由于焚烧法公众接受度低、焚烧放射性废油对设备密封性要求高及放射性废油存放分散不利运输集中处理等原因,国内的放射性有机废油或油水混合废液并未实现焚烧处理.