發(fā)布時(shí)間：2020-06-03 00:08

【摘要】：近年來,隨著世界人口數(shù)量的激增,人類對于核能的需求也隨之日益擴(kuò)大。此時(shí),鈾作為核燃料中的主要原料,其元素半衰期很長,又常與其它重金屬之間形成協(xié)同毒性效應(yīng),它的開采、冶煉和最終退役都會(huì)對其采礦場地或周圍地區(qū)的生態(tài)環(huán)境和居民健康產(chǎn)生長期的影響,而這種環(huán)境污染問題的治理目前是世界各國公認(rèn)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)之一。對此,我國鈾礦山退役治理的工作也已經(jīng)開展了一段時(shí)間,但對于某些特定的地質(zhì)、氣候、水文條件下鈾礦的后期工作的安全性和穩(wěn)定性情況知之甚少。并且有些鈾礦山在退役治理后依然存在環(huán)境問題,這些問題體現(xiàn)在區(qū)域內(nèi)的不同介質(zhì)中均出現(xiàn)有大量放射性核素和伴生重金屬污染物上。本研究通過對我國粵北上世紀(jì)鈾生產(chǎn)基地之一的中核集團(tuán)745鈾礦三個(gè)退役工區(qū)和礦點(diǎn)(蕉坪工區(qū)、斜州工區(qū)和小桃園礦點(diǎn))各環(huán)境要素(土壤和水體)的不同季節(jié)(豐水期和枯水期)進(jìn)行野外采樣,利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)定位,同時(shí)記錄便攜式儀器測定出可以反映水體質(zhì)量的基本理化指標(biāo)(pH、氧化還原電位、總?cè)芙夤腆w、電導(dǎo)率和溫度)。又在實(shí)驗(yàn)室條件下,了解該區(qū)域土壤的基本性質(zhì)后,對預(yù)處理過的土壤樣品使用高純鍺伽馬能譜儀(High Purify Germanium Gamma Spectrometer)進(jìn)行可以指示放射性污染的五種核素(~(238)U、~(235)U、~(226)Ra、~(232)Th和~(40)K)的測定,并使用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)進(jìn)行重金屬分析;運(yùn)用ICP-MS分析水體含有的放射性元素和伴生金屬的種類、濃度,結(jié)合測定得到陰離子的結(jié)果分析相互之間的影響,以此探討不同污染物在研究區(qū)域中的遷移行為與分布特征。另外,運(yùn)用掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線衍射分析儀(XRD)對污染物濃度較高的土壤點(diǎn)位進(jìn)行形貌和成分分析,繼而得出污染物可能發(fā)生的變化。研究結(jié)果顯示:首先,礦區(qū)土壤整體呈酸性(pH7),利于放射性元素與其它金屬發(fā)生遷移;廢石堆放射性核素以~(238)U和~(226)Ra為主,隨土壤深度的增加出現(xiàn)先增大后減小的趨勢,在20-22cm處達(dá)到峰值;土壤中含有的重金屬濃度最高的為錳(Mn),還伴隨一定量的砷(As)、鉛(Pb)和鎘(Cd)。三個(gè)退役工區(qū)及周邊區(qū)域土壤和廢石中主要由石英(SiO_2)組成,另有不同種類的含鈾化合物和次生礦物(高嶺石和綠錐石)出現(xiàn)。其次,水體中污染物含量受季節(jié)影響,枯水期含量小于豐水期。三個(gè)工區(qū)中鈾(U)含量的平均值為0.184 mg/L,最大值達(dá)到1.12 mg/L;釷(Th)含量的平均值為0.052 mg/L,最大值達(dá)到0.296 mg/L;類金屬砷(As)的濃度在0.0002-0.012 mg/L范圍內(nèi),與鈾含量存在正相關(guān)關(guān)系。放射性污染物和重金屬含量最高的分別出現(xiàn)在蕉坪工區(qū)礦硐水和下游水(W10)位置。總體來看,退役礦區(qū)土壤和水體中均檢出放射性核素和伴生重(類)金屬,其濃度明顯高于未開采區(qū)土壤中的含量,礦區(qū)整體水中U和Th含量超出北江水系參考值。放射性和重金屬污染物在兩種環(huán)境介質(zhì)之間均發(fā)生擴(kuò)散,人體直接接觸硐口流出物存在嚴(yán)重隱患,礦區(qū)土壤不利于農(nóng)業(yè)種植,其隨水遷移后的影響范圍更為廣泛。
【圖文】：

廣州大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文第三章 實(shí)驗(yàn)材料及方法.1 野外采樣本研究根據(jù)研目標(biāo)區(qū)域的污染源位置、水系分布和氣候情況，分兩次在 2016 年 （枯水期）和 2017 年 5 月（豐水期）對 745 鈾礦的土壤、地表水體、硐口流出水及區(qū)整體北部、西部背景區(qū)域進(jìn)行了樣品的采集工作，過程中使用 GPS 對點(diǎn)位進(jìn)行定。各采樣點(diǎn)的相對位置如圖 3-1 所示。

圖 4-1 蕉坪工區(qū)礦山廢石堆Fig. 4-1 The uranium waste rock pile of Jiaoping region學(xué)角度來看，745 退役鈾礦水中 U 和 Th 沒有顯著的 Pearson 相關(guān)合 4.1.1 中所述的區(qū)域水基本理化性質(zhì)，，討論可以得出 U 與電導(dǎo)率關(guān)系，如圖 4-2 和圖 4-3 所示。120160200conductance( /cm)s
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X753;X131

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