江西相山铀矿山土壤中放射性核素赋存特征及其形成机理研究

There are a lot of long-lived radionuclides in soil of uranium mine, which bring long-term radiological hazard to the ecological environment and inhabitant. This is very universal in the production process of uranium mining and metallurgy in Jiangxi Province, the representative of southern China. The project takes the radionuclides in soil of Xiangshan uranium mine area in Jiangxi as the object of study. The research objectives include the speciation and distributed characteristic of radionuclides, rhizosphere system consisted of microorganism, hydrogeochemistry and soil, migration mechanism and model of pinnate contaminant of radionuclides, with field research, geochemistry model interaction between radionuclides and minerals, and laboratory experimentations under different hydrogeochemistry and microbe conditions. The research results of the project can not only supply theory in-situ removing radionuclides from contaminated soil by microbiology, but also improve the technology of treatment and disposal of radwastes in uranium mining and metallurgy. It is of great importance for treating radwastes of uranium mine in China and protecting Poyanghu drainage area environment from radioactive harm, as well as the sustainable development of economy in Jiangxi province.

铀矿山土壤中含有大量的238U、232Th、226Ra等长寿命放射性核素，产生复杂的辐射环境问题，给当地环境和居民带来长期性的放射性危害隐患，这在以江西为代表的我国南方铀矿冶生产中具有普遍性。本项目以江西相山铀矿田土壤中核素为研究对象，通过野外浅孔等调查、采样和分析、核素与土壤中矿物组分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，研究土壤中核素存在形式、分布特征、微生物-水文地球化学-土壤体系的植物根际环境，以及核素在土壤中形成的污染羽状体迁移模型和机理。项目研究成果不仅为核素污染土壤的生物、植物原位修复、铀矿冶废弃物合理处理处置提供理论依据，而且对促进我国南方铀矿山放射性废物治理、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。

分布在我国南方传统的硬岩型铀矿山目前大部分处于接近退役和关闭阶段。在矿区土壤中含有大量的铀、镭、钍 等长寿命放射性核素，产生长期的辐射环境问题。项目以江西某铀矿山为对象，研究土壤中核素存在形式、分布特征、污染羽状体迁移机理及其影响因素。. 取得主要成果：.（1）铀矿山土壤中放射性核素238U、226Ra、232Th、40K含量范围在2.582E-5～3.638E-06g/g；1.609E-11～ 1.127E-12g/g；5.674E-5～5.446E-8g/g和3.54E-2～1.05-4 g/g。四种放射性核素在农田土壤垂直空间分布具有较好的规律性，表层含量最高，在表层至1m范围内，随深度增加逐渐呈递减趋势。.（2）根际环境土壤中铀形态可分为可交换态、碳酸盐结合态、有机物结合态和残渣态。表层土壤活性铀和潜在活性铀比例为59.39%，根际土壤活性铀和潜在活性铀比例为64.84%。.（3）土壤中铀的迁移系数范围是0～55.10%，平均迁移系数为5.32%。土壤的转化系数范围是0.16%～13.62%，平均转化系数为3.28%。.（4）铀矿山土壤中天然放射性核素赋存特征受到土壤物理化学性质、根际环境、水文地球化学条件、植物等多方面因素控制。.（5）通过内梅罗指数法得到土壤综合性污染指数超过重度污染的临界值，放射性核素含量属于危险状态。其中226Ra的含量超标最严重，主要天然核素污染程度顺序为226Ra>238U>232Th>40K。.成果科学意义：铀矿山开采对矿区农田土壤造成了较大的放射性污染。采用原位的植物修复、微生物修复和其他异位修复等多种手段对铀矿山土壤环境治理势在必行。