铀在土壤中的吸附动力学

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铀污染土壤的模拟

液（３ｍｌＬＨＣ介质）约ｏ／１。
的重金属之规律，也是环境科学、土壤和地球化学
等学科的主要研究范畴［。５］
收稿日期：２０ — ９１０７０ — ２
基金项目：教育部留学回国人员科研启动基金资助项目（２０］３）东华理工大学博士基金（［０６３１；ＤＨＢ５４；资源００）核与环境教育部重点实验室开放基金（５１４０１０）
研究对象，拟各种条件下沙粒对Ｕ０ｊ附影模吸响及其可能影响机理，而帮助人们认识铀进入从土壤后影响其转化的因素及迁移的规律，为我们
铀标准溶液配制：确称取纯度高于准
９．９９９％的醋酸铀酰于烧杯中，若干ｍＬ浓盐加
稻谷中放射性核素含量比非矿区高２５倍¨ 。～１］
开展矿区土地复垦，退化土地得以恢复和重新使
粒径／目
表１沙粒粒径分布
＜１１～２０４Ｏ６Ｏ０＞８０Ｏ０２～Ｏ４～０６～８０
初始．Ｕ）Ｄ２及粒径条件对ｕ０吸附的影响。随着振荡时间的延长、质ｐ值增大、始Ｉｕ０）大、（；介Ｈ初Ｄ（；增
沙粒粒径减小，粒对Ｕ０＋附量也逐步增大，拟合４种吸附动力学方程，动力学一级方程拟合为最好。沙；吸并以关键词：土壤污染；；沙粒；吸附铀中图分类号：Ｏ６４３；２文献标识码：Ａ文章编号：１０ — ０３２０）２０９ — ４１．５ＴＢ３２００８６（０８０ —０２０

铀吸附研究现状

铀吸附研究现状铀吸附研究是目前研究的热点问题之一，文章就各种物质对铀的吸附试验进行总结，进而提出目前面临的实际问题，在富磷铀水体中的铀吸附研究还罕有报道，值得我们关注。

标签：铀吸附；研究方法；核能源引言核能源的开发对环境的影响由来已久，随着当代工业科技的迅猛发展，人们对核能的需求也与日俱增，放射性污染的破坏程度越来越严重。

因此，研究放射性对环境影响及其吸附迁移的规律，对于环境保护和治理具有重要的理论和实际意义。

铀（uranium）位于元素周期表中第七周期第三副族元素，锕系元素之一，天然的放射性元素，原子序数92，原子量238.0289，密度18.95g/cm3。

自然界中铀的质量数包括234、235和238三种同位素，其相对丰度分别为0.006%，0.71%，99.28%，半衰期分别为2.475×105a，7.13×108a和4.507×109a。

关于铀吸附的实验研究已成为当今最具前景的研究课题之一，但是目前的研究还很少，主要集中在矿物，胶体以及微生物等方面，还需要我们不断努力。

文章就前人所做的铀吸附的相关实验进行总结。

1 国外的铀吸附实验的研究铀资源是当今社会核能发展的不可或缺的资源，铀不仅是重要的核能原料，同时也导致了主要的放射性污染。

铀的迁移及吸附对土壤及地下水的污染方面一直是人们较为关注的话题。

铀的吸附性研究，以研究天然材料对核素的吸附过程，如：美国能源部的“YuccaMountain”工程，利用火山灰、天然岩石、粘土等物质对U、Sr、Cs等14种核素，进行吸附实验，最终计算出多种核素在不同材料中的吸附百分数，并探讨溶液组成、核素浓度、温度及固相粒径对核素吸附性的影响。

EricSimoni等在法国的核物理研究所（IPN）的放射性实验室中放射性元素的吸附进行了研究，结合表面络合模型理论，主要对放射性的元素铀、钍等以及进行吸附试验的吸附材料的水溶液表面化学行为进行试验，进而总结出吸附规律。

有机污染物在土壤界面上的吸附行为

要点三
土壤是高度不均一的吸附剂，竞争吸附是由土壤有机质本身的不均一性引起的
双态吸附模型
要点一
土壤有机质分为溶解相和孔隙填充相
要点二
有机污染物在溶解相上的吸附是分配过程，孔隙填充相的吸附服从朗格缪尔等温模式。
要点三
土壤有机质中有大量微小孔隙，这些空隙的物化性质不同。孔隙是发生吸附的确切位点，孔隙不同，吸附能力也不同。
有机物的不可逆吸附
Pignatello认为，玻璃态（凝聚态的土壤有机质）中的孔隙刚性强，一旦有机分子钻入则很难出来，而橡胶态（无定形的土壤有机质）的孔隙弹性较强，钻入这些孔隙的有机分子比较容易出来
三、土壤黑碳对污染物的吸附
黑碳是有化石燃料和生物质等不完全燃烧生成，在土壤和底泥中普遍存在，占总有机碳含量的1%-20%。从结构上看，黑碳和活性炭相似，由细小的石墨碎片经高度无序堆积而成的疏松，多孔的聚集混合物。不同来源。燃烧方式以及燃烧条件下制备的黑碳，在结构形态和化学组成上差异显著。
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存在问题
解吸滞后
吸附速率随时间增加而减慢
2、非线性表面吸附与分配吸附联合作用
三元反应模型
要点一
吸附有机污染物的组分为无机矿物、无定形的有机质（软碳）、凝聚态的有机质（硬碳）。无机矿物和软碳的吸附以线性分配为主，快速可逆，硬碳则为非线性吸附，吸附缓慢。

微生物吸附铀的研究机理与展望

微生物吸附铀的研究机理与展望摘要：水冶生产过程中产生一定的废物,其中的放射性核素能对地表水和地下水构成长期潜在危害。

微生物对铀的吸附作用可用于降低水中铀的浓度达到环境保护的目的。

本文探讨了微生物对铀的被动吸附机理,论述了其表面配合、氧化还原，无机微沉淀及离子交换等过程,并进行了展望。

前言铀矿冶生产过程中产生一定的废物，其中的放射性核素不可避免地进入环境水体。

这些核素进入环境后将对生态环境和人类健康构成潜在的危害。

因此,如何清除水体中的低浓度铀已成为众多学者所关注的重要问题[1]。

现就微生物吸附铀的机理进行讨论。

关键词：微生物吸附，铀，生物吸附剂，研究展望正文一铀在水体中的存在形式与去除方法由于排放源的不同,水体中铀的浓度也不尽相同,但铀存在形态基本类似,主要是以U(Ⅵ)和U(Ⅳ)2种价态与其它金属化合物或氧化物共存。

其中U(Ⅳ)容易与无机碳形成稳定的配合物,最终形成沉淀,而U(Ⅵ)则通常以UO22+铀酰离子形式存在,可溶性较好,不容易去除,水体除铀也主要指U(Ⅵ)及其化合物的去除。

核素铀污染处置的方法主要包括物理方法、化学方法和生物方法,如沸石吸附、离子交换、溶剂萃取等。

但物理化学方法成本较高,易造成二次污染,且难以用于治理环境中的面污染。

生物吸附(Biosorption)是指通过一系列生物化学作用使重金属离子被微生物细胞吸附的过程。

这一概念于1949年首先由Ruchhoft[2]等人提出他用活性污泥法从废水中回收了239Pu,描述了在清除污染的过程中增长的微生物有巨大表面积的“胶状基质能吸收放射性物质”。

大量研究表明,一些微生物,如细菌、真菌和藻类等对包括铀在内的金属离子都有很强的吸附能力[3]。

生物吸附法材料来源广泛,成本低;吸附速度快、吸附量大、处理效率高、pH值和温度范围宽;用一般的化学方法就可以解吸生物材料上吸附的金属离子,且解吸后的生物材料可再利用。

吸附法提铀及提铀吸附剂的种类和性能强化策略

第 36卷第6期2023 年12月Vol.36　No.6Dec. 2023投稿网址：石油化工高等学校学报JOURNAL OF PETROCHEMICAL UNIVERSITIES吸附法提铀及提铀吸附剂的种类和性能强化策略白雪1,2，潘建明2（1. 河南工业大学化学化工学院，河南郑州 450001； 2. 江苏大学化学化工学院，江苏镇江 212013）摘要：　控制化石能源的使用、促进可替代新能源和清洁能源的发展，符合资源开发与环境保护协同发展的主题。

核能作为一种能量密度高的绿色能源，其广泛应用可缓解我国的能源短缺问题。

已探明的海水中铀资源约为陆地铀矿的1 000倍，海水提铀是确保铀资源长期供应及核能可持续发展的潜在方法。

吸附法因吸附效率高、操作简单、成本低和绿色环保等优点成为海水中铀酰离子提取的有效方法之一，但面临诸多挑战，如海水中铀酰离子的浓度极低且以Ca2UO2(CO3)3或[UO2(CO3)3]4-的形式稳定存在、共存离子种类和数量较多等。

因此，制备高性能吸附剂是实现海水提铀的关键。

综述了海水提铀吸附剂的类型及其性能强化策略，以期设计海水提铀吸附剂提供帮助。

关键词：　海水提铀；　吸附法；　吸附剂的种类；　性能强化；　偕胺肟；　纳米纤维基吸附剂中图分类号：TQ028 文献标志码： A doi：10.12422/j.issn.1006‐396X.2023.06.003Uranium Extraction by Adsorption and the Types and PerformanceEnhancement Strategies for AdsorbentsBAI Xue1,2，PAN Jianming2（1. School of Chemistry and Chemical Engineering， Henan University of Technology， Zhengzhou Henan 450001， China；2. School of Chemistry and Chemical Engineering， Jiangsu University， Zhenjiang Jiangsu 212013， China）Abstract:　Controlling the use of fossil fuels and promoting the development of alternative new and clean energy sources is consistent with the theme of synergistic development between resource development and environmental protection. As a green energy source with high energy density, nuclear energy can be widely applied to alleviate the energy shortage in our country. The proven uranium resource content in seawater is more than 1 000 times higher than that in uranium mines. Extracting uranium from seawater is a potential way to ensure the long‐term supply of uranium resource and the sustainable development of nuclear power. Adsorption has emerged as one of the effective methods for extracting uranium from seawater due to its advantages of high adsorption efficiency, simple operation, low cost, and environmentally friendly. However, the adsorption faces a number of challenges when extracting uranium from seawater, such as the extremely low concentrations of uranium in seawater and their stable existence in the form of Ca2UO2(CO3)3or [UO2(CO3)3]4-, as well as a large variety and quantity of coexisting ions. Therefore, the preparation of high‐performance adsorbents to achieve efficient and selective separation and enrichment of uranium in seawater is one of the important research topics in the field of environmental science. In this review, the types of adsorbents for uranium extraction from seawater and the performance enhancement strategies of their properties are briefly introduced, with the aim of helping researchers in this field design promising adsorbents for practical seawater uranium extraction.Keywords:　Uranium extraction from seawater；Adsorption；Types of adsorbents；Performance Enhancement；Amidoximes；Nanofiber based absorbent随着我国“双碳”目标的确立，控制化石能源消耗，促进新能源和清洁能源的发展势在必行[1]。

土壤中球孢枝孢对铀(Ⅵ)的吸附

附经验公式；菌体累积吸附６次吸附量可达６．６ｍｇ／ｇ；Ｃａ。会降低微生物对铀的吸附；柠檬酸、硝酸和ＥＤＴＡ对吸附的铀均具有一定的解吸能力，其中柠檬酸最高为６７。采用红外吸收光谱分析，显示吸附后出现
ｄｏｉ：１０．７５３８／ｈｈｘ．２０１３．３５．０１．００３４
ＳｏｒｐｔｉｏｎｏｆＵｒａｎｉｕｍｂｙＣｌａｄｏｓｐｏｒｉｕｍＳｐｈａｅｒｏｓｐｅｒｍｕｍＩｓｏｌａｔｅｄＦｒｏｍＳｏｉｌ
ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｉｃｈｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００６４，Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｋｉｎｄｏｆｆｕｎｇｕｓ，ｗｈｉｃｈｗａｓｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｂｙｍｏｌｅｃｕｌａｒｂｉｏｌｏｇｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｓｃｌａｄｏｓ — ｐｏｒｉｕｍｓｐｈａｅｒｏｓｐｅｒｍｕｍ，ｗａｓｉｓｏｌａｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｓｏｉｌｉｎａｐｏｔｅｎｔｉａｌｓｉｔｅｆｏｒｄｉｓｐｏｓａｌｏｆｌｏｗｒａｄｉｏａｃｔｉｖｅｗａｓｔｅ．Ｔｈｅｓｏｒｐｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｕｒａｎｉｕｍｂｙｔｈｉｓｌｉｖｉｎｇｆｕｎｇｕｓｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．

Al(OH)3胶体的制备及其对铀的吸附机理

ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＡｌ（ＯＨ）３，ａｎｄｔｈａｔｐｒｅｐａｒｅｄａｔｐＨ＝６ｗａｓｕｓｅｄｔｏａｄｓｏｒｂｕ（ＶＩ）ｆｒｏｍｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎ．ＴｈｅｅｆｅｃｔｓｏｆｐＨ
ｖａｌｕｅ，ｉｎｉｔｉａｌｕｒａｎｉｕｍｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ａｎｄｃｏｎｔａｃｔｔｉｍｅｏｎｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅｐｓｅｕｄｏ — ｉｒｆｓｔ — ｏｒｄｅＬｃｏｍｐｏｓｉｔｅ — ｓｅｃｏｎｄ — ｏｒｄｅｒａｎｄＥｌｏｖｉｃｈｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｓｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅａｄｓｏｐｔｒｉｏｎｄａｔａ．Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈａｎｄ
关键词：ＡＩ（ＯＨ）；制备；铀；吸附；动力学；等温线ＤＯｈ１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．０４３８ — １１５７．２０１４．０４．０１８
中图分类号：ＴＤ８６８
文献标志码：Ａ
第６５卷第４期２０１４年４月
化
工学
报
Ｖｌ０１．６５ＮＯ．４

黏土对废水中铀的吸附性能

附量达ｌ．５ｍｇｇ黏土对铀的吸附过程用Ｈ８２／；ｏ准二级反应动力学方程描述更合适。［关键词］黏土；；铀吸附；废水处理
［中图分类号］Ｘ５７３
［文献标识码］Ａ
［文章编号］１０１７（０６００５００６— ８８２０）６— ４９— ４
ｈｄｏｉｅａｉｒａｃｒｓｗｉｂｔＦｅｎｌＴｅａｓｒｔｎｂｈｖｏｃｏｄｔｏｒｕｄｉｈａｄＬｎｍｕｒｉｔｅｍｓｗｔ８２／ｆｐｏｈｈｃｎａｇｉｓｈｒｈ１．５ｍｇｇｏｏｉ
ＡｄｏｐｔｏｆＵｒｎｕｎＷａｔｗａｅｎａｓｒｉｎｏａｉｍｉｓｅｔｒｏＣｌｙ
Ｓｉｏ，ｉＳｕｂ，ｎｎｌｎ功Ｊｎｅ，ｉｉＨｕｎｉｕｈｕＸｅｈｉｏＷａｇＱｉｉｇ，ｕｗｎＬｕＱ，ａｇＡｗｙｇａ
ａｓｒｔｎｃｐｃｔ，ｄｔｅＨｏｐｅｄ —ｅｏｄｏｄｒｋｎｔｑａｉｎｉｍｏｅａｐｏｒａｒｉｄｏｉａａｉａｓｕｏｓｃｎ —ｒｅｉｅｉｅｕｔｓｒｐｒｐｉｔｆｔｐｏｙｎｈｃｏｅｏ．
（ｃｏｌｏｒｈｔｔｒｌｎｉｅｒｇＲｓｕｃｓａｄＥｖｒｎｎ，ｎｕｎｖｒｉＨｅｇａｇＨｕａ２０１ＣｉａＳｈｏｆＡｃｉｃｕａｇｎｅｉ，ｅｏｒｅｎｎｉｍｅｔＮａｈａＵｉｅｓｙ，ｎｙｎｎｎ４１０，ｈｎ）ｅＥｎｏｔ

土壤水环境中污染物运移双点吸附解吸动力学模型

∂C ∂z
⎞ ⎠⎟
−
∂qC ∂z
⎪⎪⎪−kθρ[(1 − ⎨
f
)KdC
−
S2 )] − θλ1C
−
f
ρ Kdλ2C
（1）
⎪⎪S1 = fKdC
⎪ ⎪
∂S2
⎪⎩ ∂t
=
kθ[(1 −
f
)KdC
−
S2 )] − λ3S2
式中：C 为污染物在水相中的浓度；S1 和 S2 分别为污染物在平衡和非平衡吸附相上的吸附浓度；
（1. 辽宁工程技术大学力学与工程科学系, 阜新 123000; 2. 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室，武汉 430071）
摘要：在考虑对流弥散、平衡/非平衡双点吸附解吸、微生物降解等情况下，建立了土壤环境中有机污染物迁移转化的动
力学模型，并给出了有限差分解。在此模型的基础上，详细讨论了有机污染物在土壤中的分布规律，并对一阶吸附解吸速率
（7）
初始条件离散为
C
0 j
=
(
S1
)0 j
=
(
S2
)0 j
=
0
（8）
上边界条件离散为
⎧ ⎪
−
⎪
θD 4h
(C1τ
−
C
τ −1
+
C1τ
+1
−
C
τ +1 −1
)
+
⎪ ⎪⎪
vθ 2
(C
τ 0
+1
+
C
τ 0
)
=
vC0
⎨
⎪ ⎪− ⎪
θD 4h
(C1τ

泥炭对铀的吸附动力学研究

（．１东华理工大学核工程技术学院，西抚州３４０；２江４００．中国核工业集团公司清原环境技术工程有限责任公
司，北京１０３）００７
摘要：用静态吸附法研究铀酰离子在泥炭上的吸附动力学特征，用元素分析、外光谱、采利红比表面积测试以
水中的一些污染物＿］。笔者采用静态吸附法］孙。ｆ对铀在泥炭上的吸附动力学特征进行研究。
公司；Ｓ１Ｓ电子天平：京赛多利斯天平有限Ｂ１０北
公司；台式离心机：上海安亭科学仪器厂；ＨＡ— ＳＣ恒温振荡器：州国华仪器有限公司；Ｃ常ＮＩＯ— ＬＴ８Ｅ３Ｏ红外光谱仪：国热电集团；ＸＡ８０美Ｊ一１０
及电子探针扫描对泥炭样品进行表征。研究不同ｐ和不同初始铀酰质量浓度的条件下，酰离子在泥炭上Ｈ铀的吸附动力学行为。结果表明：二级反应动力学模型能够很好地描述铀酰离子在泥炭上的吸附动力学行为，假ｐ越大，始吸附速率越大，衡吸附量越大；二级吸附速率常数随着铀酰离子初始浓度的增大而减小。Ｈ初平假
电子探针：本电子公司；ＥＳＰｍｉｉ表面１３ＢＬ０Ｒ — ｎ比积和孔径测定仪：日本ＢＬ公司。Ｅ１３试验方法．在确定液固体积质量比的条件下，一系列在聚乙烯塑料离心管中加入４．００ｍｇ的泥炭，定一体积的硝酸钾溶液来调节离子强度，定体积的一不同ｐ值的蒸馏水用来调节酸度，定体积已Ｈ一

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50
桂林工学院学报 2007年
表 1 水样的化学组分
Table1 Chemicalcompositionsofthewater mg· L-1
组分 K+ +Na+ Ca2+ Mg2+ Cl-
SO24-
HCO- 3
河边井水 15.41 48.1 9.72 1.26 84.53 126.53
与 batch法相比 , 流动法 (柱法 )更接近野外实际处置预选场址上的包气带土壤 .根据场址的地质
情况 .因此 , 本文针对核退役工程放射性废物 , 条件 , 废物库宜采用半地下处置方式 , 因此 , 取
采用流动法来研究预选场址土壤对铀的吸附性能 , 位于预选场址上的 7 号井深 1.3 ～ 1.95 m的土壤
影响的数据 (图 1 ～图 4). 1.5 吸附量、解吸量及吸附率的测定
水相 pH值对吸附量的影响示于图 1.其它参数 :粒度为 0.42 ～ 0.25 mm, 铀溶液浓度为 10
在吸附过程中 , 随着吸附质在吸附剂表面数 mg/L, 流量为 60 mL/h.结果表明 :pH =7 时 ,
foruraniuminthesoil
浓度 / (mg· L-1
)参数
Elovich 抛物线扩双常数速一级反应动
方程
散方程率方程力学方程
图 3 浓度对吸附量的影响
量的增加 , 解吸速度逐渐加快 , 当吸附速度和解铀在土壤中的平衡吸附量最大 , 其次是 pH为 5,
吸速度相当 , 即吸附量不再继续增加时 , 就达到 pH为 3时的平衡吸附量最小 .
了吸附平衡 .此时吸附剂对吸附质的吸附量称为 2.2 土壤粒度的影响
平衡吸附量 .在吸附剂和吸附质一定时 , 平衡吸
度的土壤平衡吸附量差别不大 , 但总的来说 , 粒 (1) 度越小 , 平衡Biblioteka 附量越大 .pH3
酸度实验
5
7
9
3
浓度实验 3
3
流量实验
3
3
3 粒度实验 3
3
表 2 吸附平衡时间及吸附率与各参数的关系
Table2 Relationofadsorptionbalancetimeandadsorptionratewithsomeparameters
流量对吸附量的影响示于图 4.从图中可以看出 , 流量为 60 mL/h时土壤对铀的吸附量最大 , 而流量为 90和 120 mL/h时的吸附量均小于流量为 60 mL/h时的吸附量 .
3 吸附动力学方程的选取
3.1 吸附动力学曲线的绘制以单位土体铀的吸附量对淋滤时间作图 , 便
可得土壤对铀的吸附动力学曲线 (图 1 ～图 4).
46.9 7
第 1期李爽等 :铀在土壤中的吸附动力学
51
图 1 pH值对吸附量的影响 Fig.1 EffectsofpHvaluesonadsorptionquantityofuranium
图 4 流量对吸附量的影响
Fig.4 Fluxeffectsonadsorptionquantity d=0.42 ～ 0.25mm;ρ=10 mg/L;pH=3
研究土壤对铀的吸附性能对于含铀放射性废 HNO3 , 成都联合化工试剂研究所 ;NaOH, 成都物的安全处置有重要意义[ 1 -3] .目前多用静态法科龙化工试剂厂 , 所选试剂均为分析纯 .
(batch法 )来进行这方面的研究 , batch法由于通 1.2 土样与水样
常采用较大的液土比而与实际情况有较大的差异 . 1.2.1 土样土样采集于核退役工程放射性废物
本实验 pH为 3, 其它参数同上 .不同粒度土
附量就是分压力 P (或质量浓度 ρ)和温度 (t) 壤对铀的吸附量示于图 2.可以看出 , 粒度为
的函数 [ 5] .
0.84 ～ 0.42 mm时 , 平衡吸附量最小 , 而其它粒
土壤对铀的吸附量 qt(mg/g) qt =qt-1 +(ρ0 -ρt)· V/m;
并建立相应的吸附动力学方程 , 从而确定铀在该作为实验土样 .弃去粒径大于 2 cm的块石 , 自然
场址土壤中的吸附特性 , 为评价场址的安全性提风干 , 再于 40 ℃烘箱中烘干、过筛 .选取 4种样
供依据 .
品颗粒度作为实验样品 : 0.84 ～ 0.42, 0.42 ～
试剂 :硝酸铀酰 [ UO2 (NO3 )2 · 6 H2 O] , 水稀释至刻度 , 备用 .此溶液 1 mL含 1 mg铀 .
收稿日期 :2006-11 -08 基金项目 :国防科工委核退役专项课题基金资助 (GC2004012) 作者简介 :李爽 (1976 -), 女 , 博士研究生, 研究方向:环境地球化学, E-mail:lsangell@.
实际土壤密度 , 再盖上一层玻璃屑 .用蒸馏水先所用时间内流过土壤的铀的总量 (mg/g).
将土壤样品饱和 , 再借助恒流泵在一定流速下用
吸附平衡时间和吸附率与各参数的关系列于
不同浓度的硝酸铀酰溶液喷淋 , 隔一定时间收集表 2.不同条件下达到吸附平衡的时间差别较大 ,
一定体积的流出液 , 用 ICP-OES法测其中的铀浓最短 10 h吸附平衡 , 最长要 126 h吸附平衡 ;吸
图 2 土壤粒度对吸附量的影响 Fig.2 Effectsofparticlesizeonadsorptionquantityofuranium
ρ=10 mg/L;v=60 mL/h;pH=3
2.3 铀溶液初始浓度的影响铀溶液初始浓度对吸附量的影响示于图 3.本
实验中其它参数同上 .从图中可以看出 , 吸附量随铀溶液初始浓度的增大而增大 . 2.4 流量的影响
与 ρ的关系 :a=-0.015 2ρ2 +0.213 9ρ-0.342 8;
b与 ρ的关系 :b=0.118ρ-0.276 2.代入拟合度最
好的 Elovich方程即得铀的吸附动力学方程
表 3 土壤对铀等温吸附曲线的线性回归参数 Table3 Linerregressioncoefficientofadsorptionisotherm
第 27卷第 1期 2007年 2月
桂林工学院学报 JournalofGuilinUniversityofTechnology
Vol.27 No.1 Feb.2007
文章编号 :1006 -544X (2007)01 -049 -04
铀在土壤中的吸附动力学
李爽 , 倪师军 , 张成江
(成都理工大学核技术与自动化工程学院, 成都 610059)
泉水
21.09 56.12 6.8 0.63 88.38 147.62
河水
14.58 48.1 8.74 1.26 76.84 118.62
平衡时的解吸量 qt(mg/g)
qt =qt-1 +ρt· V/m.
(2)
式中 :qt为时间 t时的吸附量 ;qt-1 为时间 t-1时的
吸附量 ;ρ0 为铀溶液的初始浓度 (mg/L);ρt为时间 t
3.2 吸附动力学方程的选取常用的吸附与解吸动力学方程 [ 6] 有 :
Elovich方程 qt =a+blnt;
(4)
双常数速率方程 lnqt =a+blnt; 抛物线扩散方程 qt =a+bt1/2 ; 一级反应动力学方程 lnqt =a+bt.
(5) (6) (7)
式中 :qt为 t时刻铀在单位土体上的吸附量 (mg/g); t为反应时间 (h);a为与初始质量浓度有关的实验
度 , 至流出的浓度接近流入的铀浓度时即可认为附率也各不相同 , 最大吸附率为 54.75%.
达到吸附平衡 .由此可以得到溶液浓度对吸附过 2 各种因素对铀在土壤中的平衡吸
程影响的实验数据 .同样调节硝酸铀酰溶液流速 , 改变溶液 pH值与土壤粒度 , 重复上述实验过程 ,
附量的影响
由此可以得到流速、 pH值及土壤粒度对吸附过程 2.1 水相 pH值的影响
37.8
126
0.42 ～ 0.25
10
60
5.45
26.4
88
0.42 ～ 0.25
5
60
1.65
4.5
30
0.42 ～ 0.25
15
60
4.09
13.5
30
0.42 ～ 0.25
20
60
6.10
31.2
52
0.42 ～ 0.25
10
90
1.27
6.3
14
0.42 ～ 0.26
10
1 20
1.33
平 (精度为 0.000 1 g), 梅特勒 -托利多仪器 (上 1.3 铀溶液的制备
海 )有限公司 .自制吸附柱 , 用有机玻璃加工而成 ,
称取 0.527 3 g硝酸铀酰 [ UO2 (NO3 )2 · 6H2 O] ,
内径为 1 cm, 长 10 cm(下部带滤网 ).
以少量稀硝酸溶解 , 移入 250 mL容量瓶中 , 用蒸馏
6.0
10
0.84 ～ 0.42
10
60
0.60
3.0
10
0.25 ～ 0.178
10
60
2.68
6.0
20
0.178～ 0.15
10
60
3.10
6.6
22
吸附率 / %
36.0 2 54.7 5
42.2 0 20.6 4 36.6 7