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安全与环境工程2025年第03期:云南西南地区含铀煤的铀动态释放机理

来源:期刊VIP网 时间:


作者:赵俊伟;干正炼;宁宇;

单位:中国地质大学(武汉)环境学院;

摘要:我国部分煤矿存在铀的异常富集。在煤矿开采、选冶、堆存及使用过程中,含铀煤中的铀会发生迁移转化,对周边环境造成潜在威胁。以我国云南西南地区含铀煤为研究对象,在模拟当地出露的碱性地下水和酸雨的作用下,探究了煤中铀的动态释放规律及释放机理。其中,供试煤样铀含量为87.16 mg/kg,有机质结合态铀占比为85.3%。模拟实验结果表明:煤中铀的动态释放规律符合指数衰减模型,在150 mmol/L、[HCO_3~-]:[CO_3~(2-)]=2:1、1.0 mL/min的动态碱浸条件下,煤中铀的初始浸出浓度最高,达到186.55μg/L,煤中铀近乎完全释放;在[SO_4~(2-)]:[NO_3~-]:[Cl~-]=5:1:1、pH=3、1.0 mL/min的动态酸浸条件下,煤中铀的初始浸出浓度仅有3.57μg/L,浸出率仅为2.94%;暴露于当地碱性地下水的环境下,煤中铀的释放风险更高。煤中无机常量组分的溶浸结果表明,在酸性环境下,煤中铀的释放与煤中钙、铁、锰的溶解相关。三维荧光光谱结果表明,在碱性环境下,煤腐殖酸溶解是铀释放的主因。X射线光电子能谱及傅里叶红外光谱表征结果进一步表明,煤中铀的释放主要受煤腐殖酸中C—O、C=O键的碱溶控制。该研究揭示了煤中铀在不同酸碱条件下的释放机理,可为评估煤中铀的环境暴露风险提供理论支撑。

关键词:铀;;含铀煤;;赋存形态;;动态释放;;腐殖酸

基金资助:中央高校基本科研业务费专项资金项目(G1323520026)