铀水冶固体废物中放射性核素迁移行为及其水环境影响

铀水冶固体废物中含有大量的长寿命放射性核素，给土壤、水资源、生态环境带来长期性的放射性危害，这在以江西省为代表的我国南方铀矿冶生产过程中具有普遍性。本项目以江西721矿铀水冶固体废物处理处置过程为研究对象，通过野外浅孔等调查、采样和分析、地下水与尾矿砂等反应的地球化学模拟、不同水文地球化学、生物学条件下放射性核素迁移室内实验等方法，研究处置过程中核素镭、钍浸出、相态转换的水岩作用机理、不同环境中分布的水文地球化学、地球化学、生物学特征，以及水体中迁移机理与模型及其对水环境影响。本项目研究成果有利于提高我国铀矿山尾矿处置库安全水平，改进我国处理处置铀水冶固体废物工艺技术，减少放射性核素对环境污染，对鄱阳湖流域生态环境保护和江西省经济可持续发展战略具有重要意义。

储存在尾矿库中的铀矿冶废弃物含有大量Th和Ra等核素，它们是长寿命的放射性核素，是潜在的放射性污染源，将会给当地土壤、地表水、地下水资源、生态带来长期的放射性危害隐患。本项目主要研究尾矿砂中含230Th、226Ra矿物的矿石类型、化学成分、矿物成分、矿物结构、存在形式等矿物学特征；230Th、226Ra在铀水冶余液和污泥中的存在形式及变化条件、固-液相转换机理；尾矿库环境水文地球化学垂向分带性对 230Th、226Ra赋存状态、存在形式、迁移行为影响。. 取得主要成果：. （1）浅层尾矿砂中80cm 处的铀浸出量都大于其它各层的浸出量，主要与降雨量、表层尾矿砂的风化氧化作用、深层压实作用和铀本身的迁移等因素有关。. （2）测定的土壤深度范围内，稻田土壤中的铀含量分布特征是随土壤深度的增加铀含量逐渐降低。表层土壤中的铀含量远大于其它层次的土壤，主要是由于土壤的吸附及过滤作用的影响，吸附符合Langmuir方程，属于单分子层物理吸附，符合准一级吸附动力学过程。. （3）铀水冶工艺过程及模拟降雨条件尾矿砂中钍迁移特征研究表明，水冶过程中随着时间的增加，水文地球化学条件pH和Eh值对钍浸出影响不大；酸浸过程中原矿铀浸出率为80.03%，Th的浸出率为14.1%，铀矿水冶工艺酸浸过程中，钍浸出率低。. （4）尾矿库水的水化学类型表现为CaSO4型水，浅层地下水的水化学类型是Ca-Na-SO4型水，浅层地下水受到尾矿库中工业废水影响。. 成果科学意义：生产废水是铀矿山最大的污染源，水冶工艺存在重大漏洞。从源头控制铀矿污染产生，改进铀矿山水冶工艺势在必行。农田土壤根际环境中的放射性核素浓度较高，与农产品生长环境关系密切，将有可能直接危及铀矿区的粮食安全。