论文部分内容阅读
土壤是人类生存的根本所在,在人类社会的工业化进程中,土壤环境逐渐遭到污染和破坏。铀尾矿库是由筑坝拦挡谷口或围地形成的、用以对矿石选别后排放尾矿或其余工业废渣的场所。虽然在铀尾矿库的设计、建造、运营及退役后的处理等各方面,专家和技术人员都全面充分地考虑了其安全性,然而,随着时间的推移以及不可预测的各种地质运动和气候变化,尾矿库中的放射性核素会迁移到土壤环境当中。铀污染土壤的防治与净化修复已经成为铀矿冶工业的研讨热点之一。本研究选取铀尾矿库周边污染土壤作为研究对象,将EK-PRB(Electrokinetic Remediation-Permeable Reactive Barrier,EK-PRB)技术应用于铀污染土壤的修复,系统地探讨了单独EK和EK-PRB技术对铀污染土壤的修复效果,通过对比两种技术修复过程中的电流强度变化,修复前后土壤pH分布和修复后土壤中铀残余量的分布,运用扫描电镜(SEM)对修复前后PRB填料进行了表征与剖析,推理了EK-PRB技术修复铀污染土壤的修复机理。主要研究结论如下:(1)单独EK和EK-PRB联合修复过程中,电流都随时间呈现先增大后减小最后趋于稳定的趋势。单独EK组的峰值略高,达到170mA,而EK-PRB组的峰值则为165mA。之后电流逐渐减小,并趋于稳定,最终单独EK组的电流稳定在20mA,EK-PRB组的电流则稳定在10mA。(2)修复之后土壤pH变化明显,阳极pH下降,阴极pH升高。与单独EK修复实验相比,EK-PRB联合修复实验中的pH变化趋势并没有明显差异,均是靠近阳极侧呈酸性,远离阳极侧呈碱性。但是,EK-PRB组在靠近阴极侧的pH略高于单独EK组,显然是由于PRB的存在,使得H~+和OH~-及其他影响pH的离子的迁移受到了阻滞。(3)修复之后EK-PRB组与单独EK组土壤中的铀残余量均是阴极采样区铀残余量高,阳极采样区铀残余量少,呈现从阳极到阴极逐渐升高的趋势。但单独EK组各采样区的铀残余量明显高于EK-PRB组,在阴极采样区达到峰值92.8,而同一采样区EK-PRB组的铀浓度也达到峰值55.6,远低于单独EK组,这是因为PRB的存在吸收了部分铀离子,从而使得铀浓度下降。(4)EK-PRB技术修复铀污染土壤的技术原理是:利用外部电场作用促进铀离子向阴极端移动,当铀酰离子移动到PRB处时可与PRB中的填料发生反应,生成铀的氢氧沉淀物,进而使铀污染土壤得到净化修复。(5)采用EK-PRB技术修复铀污染土壤,其修复效果明显比单独EK技术好,其对土壤中铀的去除率最高可比单独EK高46.5%。