微生物群落修复酸法地浸采铀矿山退役采区地下水

通过添加乙醇激活并富集出富含还原功能微生物群落的沉积物,再将该沉积物添加至新疆酸法地浸采铀矿山退役采区地下水−岩芯样微模型中,监测了pH值、铀、硝酸根、硫酸根、微生物群落结构、铀的价态、结合形态等参数的变化。结果表明:微模型中地下水的pH值在15 d时升高至5.5,铀和硝酸根的浓度分别降至0.039和16.17 mg/L;60 d时地下水的硫酸根浓度降至107.31 mg/L,均达到了相关国家排放标准。60 d时,地下水−岩芯样微模型中可还原U(Ⅵ)的功能微生物丰度高达75%,地下水中2/3的U(Ⅵ)被微生物群落还原为U(Ⅳ);在微生物群落的作用下,40.35%不稳定结合形态的铀转化为稳定结合形态的铀。

黑曲霉磁性生物吸附剂制备及其吸附低浓度铀性能研究

以亲铀真菌黑曲霉和纳米Fe_3O_4为原料,制备了一种新型黑曲霉磁性生物吸附剂(Nano-Fe_3O_4 modified Aspergillus niger,NFAN)。研究了初始p H值、吸附时间、吸附剂投加量以及铀初始浓度等对NFAN吸附铀酰离子的影响,分析了吸附铀过程的动力学及热力学规律。结果表明,NFAN在初始浓度为6 mg/L,p H=7,NFAN的用量为0.15 g/L,吸附4 h。在此条件下,NFAN的铀吸附量为60.05 mg/g,铀吸附率可达76.36%,吸附过程符合准二级动力学模型。

黑曲霉溶解磷矿粉矿化水体中铀的研究

开展了采用黑曲霉溶解磷矿粉释放可溶性正磷酸盐,进而矿化水体中铀的研究。试验结果表明:黑曲霉具有良好的溶磷效果,22d后废水中的磷质量浓度可达到242.32mg/L;黑曲霉能够将废水中的铀质量浓度从50.00mg/L降至2.32mg/L,铀的去除率达95.36%;铀的去除率和溶液中磷质量浓度呈正相关性关系,相关性系数为0.92。采用能谱仪对矿化产物进行分析,能谱图中出现了较明显的铀元素信号峰,表明铀与正磷酸盐结合生成了不溶于水的U-P矿物。

氧化硫硫杆菌对电动修复铀污染土壤的强化作用

先构建一电动修复单元,研究了修复时长、电解液及电压梯度对电动修复铀污染土壤的影响。结果表明,在修复时长为7 d、电解液为0.1 mol/L柠檬酸与0.03 mol/L氯化铁混合液、电压梯度为1 V/cm及电极为石墨电极的条件下,该电动修复单元的修复效果达到最优;再在此基础上,向此电动修复单元接种氧化硫硫杆菌,构建一微生物-电动修复单元,研究了微生物对电动修复铀污染土壤的强化作用。结果表明,电动修复单元与微生物-电动修复单元中铀的去除率分别为65.12%和70.68%。氧化硫硫杆菌对电动修复铀污染土壤具有显著的强化作用,微生物-电动修复是一种有发展前景的强化方法。

地方高校研究生科研创新能力培养现状及对策研究

科研创新能力的培养是研究生培养的核心与关键问题。与高水平大学相比,地方高校招收的研究生在理论基础和科研素养方面普遍存在一定的差距,这就要求地方高校必须结合自身优势和学科特点,探索最优的培养体制和模式,不断提高研究生的培养质量。文章通过分析当前地方高校研究生科研创新能力培养的现状,针对研究生培养过程中存在的主要问题,提出一些解决途径与对策。

铀尾矿中不同形态铀释放的影响因素及其相关性

采用正交试验、连续提取法及主成分分析,研究了液固比、浸出时间、酸雨pH值、PO 4^3-、CO3^2-、Ca^2+和腐殖酸浓度对铀尾矿库内铀尾矿中不同形态铀释放的影响.结果表明:影响易迁移态铀释放的因素,按重要程度排序为:Ca^2+>酸雨pH值>CO3^2->腐殖酸>浸出时间>PO 4^3->液固比,前4个因素是主要影响因素,且CO3^2-与酸雨pH值的相关性最强.影响潜在迁移态铀释放的因素,按重要程度排序为:Ca^2+>液固比>浸出时间>CO3^2->腐殖酸>酸雨pH值>PO 4^3-,前4个因素是主要影响因素,且PO 4^3-与酸雨pH值的相关性最强.影响稳定态铀释放的因素,按重要程度排序为:PO 4^3->腐殖酸>CO3^2->酸雨pH值>液固比>Ca^2+>浸出时间,前4个因素是主要影响因素,且PO 4^3-与CO3^2-的相关性最强.

Aspergillus tubingensis介导植酸盐水解促进U(VI)-PO_4^(3-)生物矿化

从广东某铀尾矿库水下沉积物中分离筛选出了一株能水解植酸盐的真菌M5-1,对其菌落形态、ITS序列、最适生长pH值、对铀的耐受性及其水解植酸盐的效果进行了分析,随后对M5-1生物矿化铀过程中pH值、正磷酸盐浓度、铀浓度、铀去除率的变化进行了监测,对矿化产物的主要元素和矿物组成进行了分析.证实了真菌M5-1为Aspergillustubingensis(MH978623),其最适生长pH值范围为6～7,对铀(～0.84mmol/L)具有较强的耐受性;Aspergillus tubingensis介导植酸盐水解促进U(Ⅵ)-PO_4^(3-)矿化62d后,铀的去除率达95.2%;Aspergillus tubingensis介导U(Ⅵ)-PO_4^(3-)矿化过程中可能形成了难溶的氢铀云母和变钠铀云母矿物.结果表明,Aspergillustubingensis能有效水解植酸盐释放可溶性正磷酸盐,从而促进U(Ⅵ)-PO_4^(3-)矿化.研究结果为采用Aspergillus tubingensis介导植酸盐水解原位修复铀污染地表水提供了试验依据.

酸法地浸采铀退役采区地下水二步修复法

酸法地浸采铀退役采区地下水具有酸性强、铀及SO^(2-)_(4)浓度超标的特性,其修复是亟待研究解决的问题。以西北某地浸采铀退役采区地下水为研究对象,先采用CaO中和法去除其中的铀;再采用厌氧脱硫脱硫弧菌微生物膜反应器去除SO^(2-)_(4),并探究碳源与进水流速对去除中和处理后的地下水中的SO^(2-)_(4)的影响。结果表明:每升地下水经0.167 g CaO中和处理后,pH值由3.0升至7.0左右,铀浓度从最初的0.4 mg/L降至0.04 mg/L,达到了排放标准,SO^(2-)_(4)浓度从1349.2 mg/L降至840.3 mg/L;中和处理后的地下水经脱硫脱硫弧菌微生物膜反应器处理,当进水流速为1.0 mL/min、碳源为葡萄糖时,SO^(2-)_(4)浓度从840.3 mg/L降至256 mg/L,也达到了排放标准。研究表明,先采用CaO中和法去除铀、再采用厌氧脱硫脱硫弧菌微生物膜反应器去除SO^(2-)_(4)的二步修复法在酸法地浸采铀退役采区地下水处理中具有潜在应用前景。

Ln-MOFs的制备及其对铀酰离子的吸附和检测

采用水热合成法制备一种稀土掺杂的金属有机骨架材料(MOFs) Tb3+-Ui O-66-(COOH)2(Ln-MOFs),采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)和荧光光谱(FL)对材料进行表征分析。结果表明:在最佳铀吸附条件为p H=7,吸附时间为10 h,温度为313 K,U的初始浓度60 mg/L条件下,吸附剂对铀酰离子的吸附量为333.13mg/g;该材料也可用于荧光检测U(Ⅵ),最佳激发波长和发射波长分别为300 nm和540 nm,在200μg/L至10 mg/LUO22(10)浓度范围内具有良好的线性关系,线性相关系数r=0.9924,检测限(LOD)为232.7μg/L,该方法操作简便、选择性强、灵敏度较高。

满江红-鱼腥藻对低浓度铀胁迫的适应机制

通过采用不同铀浓度的废水对满江红-鱼腥藻进行水培,分析铀在满江红-鱼腥藻亚细胞中的分布和各种化学形态的铀的比例,研究满江红-鱼腥藻适应低浓度铀胁迫的机制。结果表明:87.9%~93.8%的铀主要固持于满江红-鱼腥藻的细胞壁中,阻滞了铀进一步进入胞内;随着水培溶液中铀质量浓度由0.5mg/L升高至3.0mg/L,胞内生物毒性较大的乙醇提取态铀和去离子水提取态铀所占比例之和由60.3%下降至56.4%,而毒性较小的醋酸提取态铀等所占比例之和由39.7%上升至43.6%,这有利于满江红-鱼腥藻在铀胁迫下的生长。细胞壁固持和铀的化学形态的转化是满江红-鱼腥藻适应铀胁迫的重要机制。

基于植酸水解液的酸法地浸铀矿污染地下水修复试验

酸法地浸铀矿山铀污染地下水的修复是亟待研究解决的重大问题。采用水热反应法水解植酸制备了植酸水解液,根据酸法地浸铀矿山铀污染地下水的理化特性制备了模拟铀污染地下水,试验研究了植酸水解液添加量及其pH值对模拟铀污染地下水修复效果的影响,同时对修复过程中模拟铀污染地下水的pH值、铀浓度以及磷酸根离子、钙离子、总铁离子、锰离子、锌离子和镁离子的浓度进行了监测,并结合XRD、SEM、TEM和XPS表征分析,探讨了其修复模拟铀污染地下水的机理。试验结果表明,当植酸水解液的添加量为2 mL,磷酸根浓度为24.562 g/L,初始pH值为6,模拟铀污染地下水的水量为100 mL,初始铀浓度为5 mg/L,初始pH值为3,反应12 h后,铀的去除率达到了99%以上,pH值升高到5.9。本项研究验证了采用植酸水解液修复酸法地浸铀矿山铀污染地下水的可行性。植酸价廉易得,可作为一种经济的磷源代替价格昂贵的磷酸盐化合物,在铀污染地下水修复领域展现其潜在的创新应用价值。

贝壳基吸附材料的制备及其铀吸附性能研究

废弃贝壳采用不同的改性方法,制备了具有良好铀吸附性能的贝壳基吸附剂CMS、HAS和OS,使用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)和比表面分析(BET)对吸附剂的结构和组成进行表征。铀吸附实验结果表明,初始铀浓度为10 mg/L时,吸附剂用量为0.067 g/L,溶液pH为4,吸附时间为60 min,CMS对铀的吸附效率远高于HAS和OS,可达97.2%。

纳米赤铁矿吸附剂吸附低浓度U(Ⅵ)的行为与机理

采用水热法制备了纳米赤铁矿吸附剂,对不同pH值、吸附剂用量、吸附时间和初始U(Ⅵ)浓度下纳米赤铁矿吸附剂吸附低浓度U(Ⅵ)的行为进行了研究,并采用XRD、SEM和EDS对纳米赤铁矿吸附剂吸附U(Ⅵ)前后的表面形貌进行了表征和分析,揭示了纳米赤铁矿吸附剂吸附低浓度U(Ⅵ)的动力学特征和吸附机理。结果表明,当温度为25℃、pH为7、吸附剂用量为0.4g/L、U(Ⅵ)的初始质量浓度为5mg/L时,在120min时吸附即达到了平衡;此时,吸附率最高,达到了92.62%;纳米赤铁矿吸附剂吸附低浓度U(Ⅵ)的过程是一个快速平衡的过程,其动力学过程符合准二级动力学模型,说明纳米赤铁矿吸附低浓度U(Ⅵ)的方式主要为化学吸附,其吸附等温线符合Freundlich吸附模型,表明纳米赤铁矿吸附低浓度U(Ⅵ)为多层吸附。

微生物溶解载铀赤铁矿及再固定铀的试验研究

将载铀赤铁矿、核黄素(RF)和Sphingomonas sanxanigenens(S. sanxanigenens)同时投加到培养基中,监测培养过程中溶液的总铁、亚铁以及U(Ⅵ)浓度的变化,表征载铀赤铁矿还原性溶解前后固相产物中铁和铀的化学形态与价态,分析温度、共存离子对RF介导S. sanxanigenens还原性溶解载铀赤铁矿及再固定铀的影响.结果表明:S. sanxanigenens能够还原性溶解载铀赤铁矿,从而导致铀的释放;RF能够促进S. sanxanigenens还原性溶解载铀赤铁矿,且RF浓度越高越有利于这种还原性溶解;在30℃下RF能显著促进载铀赤铁矿的还原性溶解,且产物中稳定态铀的比例较高;添加2mmol/LCa2+或CO32-对RF介导S.sanxanigenens还原性溶解载铀赤铁矿具有促进作用;添加2mmol/LPO43-能提高残渣态铀的比例,促进铀的固定;RF能够促进S.sanxanigenens对Fe(Ⅲ)和U(Ⅵ)的还原,且反应过程伴随着次生铁矿物的生成.这些研究结果为提出RF介导S. sanxanigenens释放及再固定铀的新方法奠定了基础.

针铁矿对U(VI)的吸附性能研究

利用人工合成的针铁矿(α-FeOOH)作为吸附剂,对针铁矿吸附铀废水中U(VI)的影响因素、吸附动力学和吸附等温线进行了研究。探讨在不同pH值、吸附剂投加量和初始铀的质量浓度条件下针铁矿对U(VI)的吸附特性。研究结果表明:当温度为25℃、U(VI)浓度为10 mg/L、pH值为6、投加量为0.6 g/L时,针铁矿对U(VI)的吸附率最高可达98.44%;针铁矿对U(VI)的吸附符合准二级动力学方程,说明针铁矿对U(VI)的吸附主要是化学吸附;Freundlich等温吸附模型能更好地拟合针铁矿对U(VI)的吸附过程,说明针铁矿对U(VI)的吸附属于多层吸附。

磁性核壳CoFe_2O_4@SiO_2@PIL-AO复合材料的制备及其吸附U(Ⅵ)性能研究

通过化学合成法制备了磁性核壳CoFe_2O_4@SiO_2@PIL-AO复合材料,采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)对其进行了表征,研究了溶液pH、吸附时间、U(Ⅵ)初始浓度和温度等参数对U(Ⅵ)吸附性能的影响.实验结果表明:在c0=0.2mg·L^(-1)、pH=6.00±0.05、T=298.15 K、m=0.02 g和t=8 h的条件下,CoFe_2O_4@SiO_2@PIL-AO对U(Ⅵ)的吸附作用最强,吸附率达到了97.54%;CoFe_2O_4@SiO_2@PIL-AO吸附U(Ⅵ)是一个自发进行的吸热反应,U(Ⅵ)吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Freundlich模型;CoFe_2O_4@SiO_2@PIL-AO复合材料具有良好的可循环使用性,循环使用5次后它对U(Ⅵ)的吸附容量没有明显下降,可重复使用.

氧化还原电位对铀在水岩界面迁移转化的影响

采用我国西北某地浸采铀退役采区的砂岩铀矿制作具有不同氧化还原电位的铀矿土柱,并进行室内土柱入渗模拟试验,测定了土柱流出液中铀和铁的浓度、Eh值、pH值和Ec值,以及试验结束后在不同土柱深度处铀的含量和赋存形态,并采用电镜扫描图和红外光谱曲线对试验前后的样品进行了表征分析。结果表明:氧化性铀矿样中铀的迁移速度>原始铀矿样中铀的迁移速度>还原性铀矿样中铀的迁移速度;在原始条件和还原条件下铀的形态主要为残渣态和碳酸盐结合态,其残渣态占比分别为48%~58%和46%~64%,碳酸盐结合态占比分别为27%~49%和30%~49%,而氧化条件下铀的形态主要为残渣态、碳酸盐结合态和可交换态,其占比分别为50%~60%、19%~27%和10%~15%。

地浸采铀地下水修复技术研究进展

简述了地浸采铀地下水自然净化修复技术、抽出-再治理修复技术、可渗透反应墙修复技术、化学沉淀修复技术和微生物修复技术的原理,指出了自然净化修复技术、抽出-再治理修复技术、可渗透反应墙修复技术、化学沉淀修复技术存在处理效率低、治理成本高、容易对环境造成二次污染的问题,微生物修复技术具有投资少、见效快和无二次污染的优点,进一步展望了微生物-电化学联合修复技术,是地浸采铀地下水修复技术的研究方向与重点。

羧甲基纤维素改性纳米零价铁的制备及性能研究

针对纳米零价铁(nZVI)在反应过程中易出现团聚、氧化、反应活性降低等问题,利用羧甲基纤维素(CMC)对nZVI进行改性,制备出了含不同比例(0、0.1%、0.5%、1.0%)CMC的CMC-nZVI,研究了其沉降性、抗氧化性、粒径大小以及去除酸性铀废水中U(Ⅵ)的性能。结果表明:随着CMC比例的增加,CMC-nZVI的粒径更小、分散性更好、抗氧化性更强,其中含1.0%CMC的CMC-nZVI的粒径最小,分散性最好,抗氧化性最强,在放置60 d后无明显沉降及氧化现象;当酸性铀废水初始pH为3,铀的初始质量浓度为5 mg/L时,含1.0%CMC的CMC-nZVI去除U(Ⅵ)的效果最好,去除率达到了97.64%,其pH提高到了5.21。研究成果为CMC-nZVI在酸性铀污染地下水修复中的实际应用提供了理论支持。