基于南方气候特征铀废石渗滤液中的铀（Ⅵ）与包气带的界面作用及环境效应研究

铀废石渗滤液对环境构成严重的威胁，我国目前退役铀矿山废石场治理技术偏重屏蔽γ辐射与降低氡的析出，无法预知渗滤液对环境的影响，寻求退役治理后含铀废石场渗滤液影响环境的评价模式与计算参数尤为迫切。包气带是渗滤液流经的第一道屏障，含有丰富的微生物群落与有机物，研究渗滤液中铀与其相互作用，对于预测铀的迁移有重要的意义。本项目对我国南方铀矿山土壤中微生物取样、分类、分离、驯化，通过土壤中氧化菌、还原菌影响U（Ⅳ）与U（Ⅵ）相互转化，微生物吸附铀，包气带颗粒吸附、解吸铀，模拟包气带中胶体产生等实验，研究渗滤液中的铀（Ⅵ）与包气带的相互作用及其机理，建立包气带与含铀渗滤液相互作用的物理与化学、生物耦合模型，为铀矿山废石场退役治理终态环境影响评价，尤其是治理后的废石场渗滤液环境影响提供合理的计算参数与适用的评价模式，最终促进完善我国铀矿冶设施退役治理技术与标准。

铀矿开采，产生大量的含铀废石，铀废石没有像铀尾矿一样设有专门的尾矿库来处置，尤其是以前的废石堆放，是沿着山坡直接堆放，甚至底部杂草都没有清除，根本上不象发达国家废石场底部用压实的黏土构筑人工防渗层。废石在水的淋滤下，浸出有毒有害物质，然后与水一起流进环境中，影响周边环境，威胁周边居民的安全，特别是铀的影响。废石渗滤水中的铀进入环境最先接触的就是土壤层，亦即包气带的上部，再经过包气带入渗到含水层中去。包气带作为铀废石渗滤液所流经的第一道屏障，渗滤液中的铀与其如何相互作用，对阻滞铀进入环境具有非常大的意义。本项目重点研究了土壤胶体吸附铀的特征，土壤胶体吸附铀受溶液的pH影响较大，受溶液的离子强度影响较弱，胶体中有机物的存在大大影响了铀的吸附效率，发现红壤胶体中的-OH、-COOH、Si-O、Si-O-Fe、Si-O-Al、Fe-O等基团在吸附铀过程中起决定性作用。研究了土壤中的细菌、放线菌、真菌对铀的吸附特点，发现筛选出的混合细菌和放线菌之间的相互作用对铀的去除具有积极影响，微生物及其培养基与铀相互作用产生了含铀的磷酸盐沉淀。通过研究微生物协同土壤静态吸附铀的实验，研究了不同固液比，溶液不同pH，不同温度下，不同微生物协同的土壤对铀吸附的影响。通过解吸实验研究了不同pH、不同温度对被不同微生物协同吸附铀的土壤的解吸铀的影响。采用动态柱实验模拟了铀在没有竞争离子与有竞争离子存在下，在真菌、细菌、放线菌协同的土柱与没有微生物协同的土柱中的迁移状况。同时也通过动态柱实验，模拟了铜、铅与镉在细菌协同的土柱与无细菌的土柱中的迁移。本研究对含铀废石场渗滤液对环境影响与其评价参数的取值、评价模式的选用具有重要的理论意义与科学指导价值，同时又可以指导我国南方铀废石场的退役治理提供依据。