亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        239Pu在泥巖和砂巖上的吸附分配系數(shù)

        2011-05-09 08:53:39王旭輝金玉仁黃能斌司高華賈海紅劉東旭
        核化學(xué)與放射化學(xué) 2011年3期
        關(guān)鍵詞:固液泥巖砂巖

        于 靜,王旭輝,金玉仁,黃能斌,司高華,賈海紅,劉東旭

        西北核技術(shù)研究所,陜西西安 710024

        239Pu在泥巖和砂巖上的吸附分配系數(shù)

        于 靜,王旭輝,金玉仁,黃能斌,司高華,賈海紅,劉東旭

        西北核技術(shù)研究所,陜西西安 710024

        通過(guò)靜態(tài)批式法研究放射性核素中具有代表性的核素239Pu在泥巖和砂巖中的吸附情況以及多種影響Pu在泥巖、砂巖中吸附性能的因素。實(shí)驗(yàn)測(cè)定了泥巖、砂巖中239Pu的分配系數(shù),考察了巖石粒徑、水相p H值、固液比和溶液離子對(duì)吸附分配系數(shù)的影響。結(jié)果表明,Pu在泥巖和砂巖中的分配系數(shù)分別為120 m L/g和1.60×104mL/g,砂巖對(duì)Pu有較強(qiáng)的吸附性;239Pu的吸附分配系數(shù)隨巖石粒徑的減小、水相p H的增大、固液比的增大而增大;硝酸溶液體系中,239Pu在巖石中的吸附性強(qiáng)于模擬地下水體系。

        239Pu;靜態(tài)法;分配系數(shù)

        低中水平放射性廢物通常采用淺坑處置法[1-3];高放射性廢物的地下處置常用深地層處置法,即將廢物置于地下500~1 000 m的深地層廢物庫(kù)中[4-5]。在放射性廢物處置過(guò)程中及對(duì)處置庫(kù)安全影響評(píng)估中,被處置放射性廢物核素的遷移途徑、遷移特征,尤其是核素進(jìn)入地下水位以后的遷移行為及污染范圍是人們十分關(guān)心的問(wèn)題,也是放射性廢物處置場(chǎng)安全評(píng)估的一個(gè)極其重要的內(nèi)容。超鈾元素Pu是元素周期表中的94號(hào)元素,是重要的裂變?cè)现?,屬于α放射體,在放射性核素的毒性分類(lèi)中被列為極毒性核素組。Pu被吸收進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)后,引起再生障礙性貧血、白細(xì)胞增生、白血病以及惡性骨瘤等,在人體內(nèi)的半排泄期約為100 a[6]。在高放廢物地質(zhì)處置中,Pu是人們重點(diǎn)關(guān)注的核素,研究Pu在環(huán)境中的遷移行為,具有重要的意義。國(guó)內(nèi)主要有中國(guó)輻射防護(hù)研究院和中國(guó)原子能科學(xué)研究院等單位[7-11]對(duì)Pu等超鈾元素在黃土、花崗巖等介質(zhì)中的吸附和遷移行為進(jìn)行了研究。分配系數(shù)Kd是核素在地質(zhì)介質(zhì)吸附作用結(jié)果的重要表征,本實(shí)驗(yàn)通過(guò)測(cè)定模擬地下水體系中水溶性Pu在泥巖介質(zhì)中的靜態(tài)吸附分配系數(shù),并根據(jù)巖石介質(zhì)的物化特性,估算Pu在介質(zhì)中的吸附情況和可能的遷移行為,為放射性廢物處置庫(kù)的選址提供依據(jù)。

        1 實(shí)驗(yàn)部分

        1.1 儀器與試劑

        示蹤劑:239Pu,100 mg/L,保存于5 mol/L HNO3介質(zhì)中;Dowex 1×8陰離子交換樹(shù)脂(粒徑0.075~0.15 mm);其它試劑均為優(yōu)級(jí)純。

        p Hs-3C型酸度計(jì),金華金壇儀器廠(chǎng);H2Q-C空氣浴振蕩器,常州諾基儀器有限公司;D/MAX-r A X射線(xiàn)衍射儀,日本島津公司;LKB WALLAC 1414型液閃譜儀,芬蘭、法國(guó)聯(lián)合生產(chǎn)。

        1.2 模擬地下水的配制

        根據(jù)相關(guān)單位所提供的數(shù)據(jù),配制的模擬地下水組分列于表1,p H測(cè)定值為8.90(22℃)。

        表1 模擬地下水組分Table 1 Component of simulated groundwater

        1.3 靜態(tài)法實(shí)驗(yàn)

        采用靜態(tài)法測(cè)定不同因素對(duì)239Pu在泥巖、砂巖介質(zhì)中吸附的影響。影響因素包括地下水的酸度、巖石粒徑、固液比等。

        準(zhǔn)確稱(chēng)取一定量的巖石樣品于磨口錐形瓶中,加入模擬地下水和放射性核素示蹤液。同時(shí),用相同體積的模擬地下水和放射性示蹤液配置1個(gè)放射性空白溶液,以測(cè)量與地質(zhì)材料接觸前每毫升地下水中示蹤核素的放射性計(jì)數(shù)率,將瓶置于振蕩器上,在25℃振蕩一定時(shí)間后靜置,用帶有微孔濾膜的針管取上層清液于液閃瓶中測(cè)定其放射性計(jì)數(shù)率。分配系數(shù)Kd用下式計(jì)算:

        式中,C0,吸附前液相中核素的放射性濃度,kBq/L;C,分離后液相中核素的放射性濃度,k Bq/L;V,溶液體積,m L;m,吸附劑質(zhì)量,g;Kd,分配系數(shù),m L/g。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 巖石組分分析

        (1)地質(zhì)材料

        巖樣取樣點(diǎn)為西北某地區(qū),鉆探獲取的巖樣分別為砂巖、泥巖(取樣深度分別為8.65 m和26.85 m)。巖性為灰綠色,其中砂巖為堅(jiān)實(shí)圓柱狀、外層附著灰褐色粘土;泥巖為較松散圓柱狀。巖樣去除表面有鐵和粘土污染的痕跡部分,經(jīng)過(guò)球磨機(jī)研磨成顆粒粒徑為0.38~0.83 mm、0.25~0.38 mm、0.18~0.25 mm、0.125~0.18 mm和0.125 mm共5組巖石樣品。

        采用粉晶X-射線(xiàn)衍射法測(cè)定其礦物組成(表2)和化學(xué)組成(表3)。從表2、3中數(shù)據(jù)可知,泥巖礦物組成主要以伊利石、高嶺石、蒙脫石和石英為主;而砂巖礦物組成主要以石英、方解石為主。

        表2 巖石樣品的礦物組成Table 2 Mineral composition of rock sample

        表3 巖石樣品的化學(xué)組成Table 3 Chemical composition of rock sample

        泥巖化學(xué)組成主要以SiO2、Al2O3、Fe2O3為主,CaO含量很少;砂巖化學(xué)組成主要以SiO2、CaO、Al2O3、CO2、Fe2O3為主。砂巖與泥巖不同之處在于,砂巖中CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)30.6%、CO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%左右,而泥巖中CaO含量很少,質(zhì)量分?jǐn)?shù)不到2%,不含CO2。

        (2)巖石樣品水體系中p H值測(cè)定

        在25℃條件下,測(cè)定巖石樣品p H值與時(shí)間的關(guān)系曲線(xiàn)示于圖1。從圖1可知,泥巖水溶液p H值從9.60左右隨吸附時(shí)間增大而減小為9.30,趨于穩(wěn)定,p H平衡時(shí)間為9 d;砂巖水溶液的p H從8.80左右隨吸附時(shí)間增大而減小為7.80,趨于穩(wěn)定,p H平衡時(shí)間為8 d。

        圖1 巖石樣品p H與時(shí)間的關(guān)系Fig.1 p H of the rock sample as a function of time

        (3)巖石樣品水體系中本底測(cè)量

        圖2為泥巖、砂巖的液閃本底測(cè)量曲線(xiàn)。由圖2可知,取不同質(zhì)量的巖石溶液,加入9 m L閃爍液后進(jìn)行液閃測(cè)量,本底計(jì)數(shù)變化不大,趨于一直線(xiàn),都在45~50 min-1,所以泥巖、砂巖本底測(cè)量值不受取樣量大小的影響。在計(jì)算分配系數(shù)時(shí)對(duì)于本底的扣除可以直接減去。

        2.2 吸附平衡時(shí)間的測(cè)定

        在室溫(25℃)、粒徑0.19~0.25 mm、固液比1∶50(g/m L)情況下,239Pu在泥巖和砂巖樣品中分配系數(shù)與吸附時(shí)間之間的關(guān)系示于圖3。

        圖2 泥巖(a)和砂巖(b)本底測(cè)量曲線(xiàn)Fig.2 Background measurements for mudstone(a)and sandstone(b)samples

        圖3239Pu在泥巖(a)和砂巖(b)中分配系數(shù)與時(shí)間的關(guān)系Fig.3 Distribution coefficient of239Pu on mudstone(a)and sandstone(b)as a function of time

        圖3實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在室溫(25℃)、巖石粒徑0.19~0.25 mm、固液比1∶50(g/m L)的情況下,放射性核素239Pu在泥巖、砂巖中分配系數(shù)隨吸附時(shí)間增加而增大,吸附一定時(shí)間后分配系數(shù)趨于穩(wěn)定值,分配系數(shù)分別為120 m L/g和1.60×104m L/g。

        由圖3數(shù)據(jù)可知,泥巖中239Pu的分配系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于砂巖中的分配系數(shù),其可能的機(jī)制是,由于泥巖中主要以伊利石、蒙脫石、石英和高嶺石為主,不利于239Pu在其中的吸附;而砂巖中不含伊利石、蒙脫石、高嶺石,但方解石含量較高有利于239Pu的吸附。另一方面,泥巖中CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)只有1%左右,而SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)60%,不利于239Pu在泥巖中的吸附;砂巖中CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)30%,有利于239Pu在砂巖中的吸附。由于砂巖的膠結(jié)物質(zhì)為鈣質(zhì)和泥質(zhì),這些膠結(jié)物質(zhì)中的鈣質(zhì)也可能參與了離子交換反應(yīng),所以它們的綜合效應(yīng)最終反映為砂巖對(duì)239Pu交換量大,吸附較泥巖更強(qiáng);也有可能是泥巖反應(yīng)體系中水相的p H=4~5,239Pu的存在形態(tài)可能為Pu3+或是Pu O2,砂巖反應(yīng)體系中水相的p H=7~8,239Pu的存在形態(tài)可能為Pu(OH)4,這時(shí)由于沉淀的作用使得分配系數(shù)偏大。

        2.3 各種因素對(duì)239Pu在巖石中吸附的影響

        (1)巖石樣品不同粒徑的影響

        在室溫(25℃)、0.375~0.75 mm、0.25~0.375 mm、0.19~0.25 mm、0.125~0.19 mm和<0.125 mm 5組粒徑,固液比1∶50(g/m L)情況下不同巖石樣品與239Pu示蹤劑吸附與粒徑之間的關(guān)系示于圖4。

        由圖4可以看出,不同粒徑對(duì)239Pu在巖石中的吸附性能影響較大,總體上分配系數(shù)隨巖石半徑的減小而增大,這可能是因?yàn)榱叫〉膸r石比表面積大,有利于吸附。但分配系數(shù)在泥巖粒徑0.19~0.25 mm,砂巖粒徑0.25~0.375 mm和0.19~0.25 mm的情況下,都有所不同,可能是因?yàn)樯蠈忧逡褐袘腋×艘恍┎灰追蛛x的小顆粒導(dǎo)致水相中239Pu濃度偏高。

        圖4 不同粒徑對(duì)239Pu在泥巖(a)和砂巖(b)中分配系數(shù)的影響Fig.4 Distribution coefficient of239Pu on mudstone(a)and sandstone(b)as a function of particle size

        (2)模擬地下水的初始p H值的影響

        在室溫(25℃),巖石樣品顆粒粒徑為0.19~0.25 mm,分別加入約25 m L p H為4.06、5.01、6.09、6.96、8.11、8.90模擬地下水和一定239Pu示蹤劑,固液比為1∶50(g/m L)情況下泥巖和砂巖樣品與239Pu示蹤劑吸附與模擬地下水p H的關(guān)系示于圖5。吸附時(shí)間為第10天、17天,靜置,取樣后測(cè)得泥巖上層清液p H=4~5;砂巖上層清液p H=7~8。

        由圖5可知,泥巖、砂巖在不同酸度模擬地下水中分配系數(shù)隨模擬地下水p H值增大而變大;砂巖在p H=5.01時(shí),分配系數(shù)減小。

        圖5 模擬地下水初始p H值對(duì)239Pu在泥巖(a)和砂巖(b)中分配系數(shù)的影響Fig.5 Distribution coefficient of239Pu on mudstone(a)and sandstone(b)as a function of initial p H

        (3)不同p H值硝酸體系的影響

        在室溫(25℃),巖石樣品顆粒粒徑為0.19~0.25 mm,直接加入約25 m L p H值為2.00、4.54的稀硝酸溶液和一定量239Pu示蹤劑,固液比為1∶50(g/m L)的情況下,239Pu在2種巖石樣品中的吸附與硝酸溶液p H關(guān)系示于圖6。

        由圖6可以看出,239Pu在不同酸度HNO3溶液體系中分配系數(shù)隨吸附時(shí)間增大有變大的趨勢(shì);239Pu在p H=4.54硝酸溶液體系中分配系數(shù)普遍大于p H=2.00硝酸溶液體系中的分配系數(shù)。

        圖6 硝酸溶液p H值對(duì)239Pu在泥巖(a)和砂巖(b)中分配系數(shù)的影響Fig.6 Distribution coefficient of239Pu on mudstone(a)and sandstone(b)as a function of p H of nitric acid solution

        同時(shí),比較在不同酸度硝酸溶液體系和直接加入25 m L模擬地下水體系中239Pu在巖石中的吸附情況可知,由于模擬地下水中存在K+、Na+、Ca2+等陽(yáng)離子的競(jìng)爭(zhēng)吸附,而硝酸體系中不存在這些離子的競(jìng)爭(zhēng)吸附,所以在模擬地下水體系中分配系數(shù)均小于硝酸體系中的分配系數(shù)。

        (4)固液比的影響

        在室溫(25℃)、巖石樣品粒徑為0.19~0.25 mm,分別稱(chēng)取0.25、0.5、1.0 g兩種巖石樣品,加入約25 m L模擬地下水,吸附與固液比關(guān)系示于圖7。

        由圖7可知,泥巖、砂巖分配系數(shù)隨著固液比增大而增大。其原因可能是固液比增大,比表面積為強(qiáng)度性質(zhì),不隨物質(zhì)的量的增加而增加??赡苁且?yàn)樗囿w積保持不變,增加固體的量,將增大溶液的平衡p H,因而Kd增大。

        圖7 固液比對(duì)239Pu在泥巖(a)和砂巖(b)中分配系數(shù)的影響Fig.7 Distribution coefficient of239Pu on mudstone(a)and sandstone(b)as a function solid-to-liquid ratio t=14 d

        3 結(jié) 論

        通過(guò)靜態(tài)法實(shí)驗(yàn)測(cè)定了泥巖、砂巖中239Pu的吸附分配系數(shù),Pu在泥巖和砂巖中的吸附分配系數(shù)分別為120 m L/g和1.60×104m L/g,砂巖對(duì)Pu有較強(qiáng)的吸附性,吸附分配系數(shù)隨巖石粒徑的減小而增大,隨水相p H增大而增大;隨著固液比增大而增大。硝酸溶液體系中,239Pu在巖石中的吸附性強(qiáng)于在模擬地下水體系中的。

        [1] Lipschute R D.Radioactive Waste[M].Cambridge,Massachusetts:Ballinger Publishing Company,1980.

        [2] Issler H.Proc of a Symposium on Underground Disposal of Radioactive Waste[C].Vienna:IAEA,1980,1:93.

        [3] Christensen C W.Deep Well Disposal of Uranium Tailing Water,TID-7628[R].1961:248.

        [4] Hoffman D C.High Level Nuclear Waste Disposal[C]∥Talk Presented at New National Meeting,1980.

        [5] Allard B.Scientific Basis for Nuclear Waste Management[M].Mc Carthy G J,Ed.,New York,London:Plenum Press,1979:403.

        [6] Taube M.Plutonium—A General the Transuranium Elements[R].Consultants Bureau,1970:114.

        [7] Guo Liangtian,Shi Yingxia.The Migration Behavior of Actinide Colloids[J].Radiation Protection,2000,20(1):14-19.

        [8] 李禎堂,張紅慶,王旭東,等.238Pu在黃土中的吸附特性研究[J].輻射防護(hù)通訊,2004,24(6):9-14.

        [9] 章英杰,范顯華,蘇錫光,等.Pu在花崗巖中的吸附行為[J].核化學(xué)與放射化學(xué),2005,27(3):136-143.

        [10]郭擇德,李書(shū)紳,鄧 安,等.90Sr、237Np、238Pu和241Am在含水層中遷移的模擬實(shí)驗(yàn)[J].輻射防護(hù),2003,243(1):19-25.

        [11]李書(shū)紳,倪世偉,郭擇德,等.237Np、238Pu和241Am在包氣帶黃土中遷移的模擬實(shí)驗(yàn)[J].輻射防護(hù),2004,24(6):347-355.

        Distribution Coefficient of Plutonium on Sandstone and Mudstone

        YU Jing,WANG Xu-hui,JIN Yu-ren,HUANG Neng-bin,SI Gao-hua,JIA Hai-hong,LIU Dong-xu
        North-Western Institute of Nuclear Technology,Xi'an 710024,China

        The sorption distribution coefficients Kdof plutonium on mudstone and sandstone are studied by batch experiments.The experimental factors influencing Kdare stone granularity,the p H value of the aqueous phase,the solid-to-liquid ratio,different ions existing in aqueous phase.It is shown Kdof Pu on mudstone is about 120 m L/g,Kdof Pu on sandstone is 1.60×104m L/g.The sandstone has greater sorption ability of Pu than mudstone.It is indicated that the Kdof Pu is increasing while granularity of rock minimizing,p H and ratio of solid and liquid increasing;the sorption of Pu on rocks is strongly in aqueous nitrate solution than simulated groundwater.

        239Pu;batch experiments;distribution coefficient

        TL941.21

        A

        0253-9950(2011)03-0173-06

        2010-09-29;

        2010-12-07

        于 靜(1984—),女,寧夏中寧人,碩士,主要從事環(huán)境影響評(píng)價(jià)方面的工作

        猜你喜歡
        固液泥巖砂巖
        我國(guó)新一代首款固液捆綁運(yùn)載火箭長(zhǎng)征六號(hào)甲成功首飛
        上海航天(2022年2期)2022-04-28 11:58:46
        CSAMT法在柴北緣砂巖型鈾礦勘查砂體探測(cè)中的應(yīng)用
        火星上的漩渦層狀砂巖
        砂巖:黏結(jié)在一起的沙子
        風(fēng)化泥巖地質(zhì)斷層水疏排工藝探討
        高孔低滲泥巖滲流-損傷耦合模型與數(shù)值模擬
        固液結(jié)合復(fù)合酶在保育豬日糧上的應(yīng)用研究
        廣東飼料(2016年1期)2016-12-01 03:43:00
        賀蘭口砂巖吸水率的研究
        固液分離旋流器壁面磨損的數(shù)值模擬
        基于模型正演的深層砂泥巖薄互層地震分辨率研究
        斷塊油氣田(2014年5期)2014-03-11 15:33:43
        国产狂喷水潮免费网站www| 欧美成人a视频免费专区| 白白色青青草视频免费观看| 国产av天堂亚洲av刚刚碰| 国产黄大片在线观看| 76少妇精品导航| 亚洲色欲色欲www成人网| 久久亚洲免费精品视频| 高潮抽搐潮喷毛片在线播放| 在教室伦流澡到高潮h麻豆| 色婷婷精品综合久久狠狠| 亚洲av熟女传媒国产一区二区| 国产区精品一区二区不卡中文| 久久久久99精品成人片试看| 日韩av中出在线免费播放网站| 色男色女午夜福利影院| 欧美国产激情二区三区| 欧美疯狂性xxxxxbbbbb| 国产盗摄XXXX视频XXXX| 久久精品一区二区熟女| 国产麻豆精品一区二区三区v视界| 欧美末成年videos在线观看| 日韩精品一区二区亚洲av性色| 国产av在线观看一区二区三区| 国产精品自在拍在线拍| 午夜高清福利| 亚洲av自偷自拍亚洲一区| 一 级做人爱全视频在线看| 人妻影音先锋啪啪av资源| 91热视频在线观看| 国产精品黑丝美腿美臀| 风流老熟女一区二区三区| 欧美午夜精品久久久久久浪潮 | 无码久久精品国产亚洲av影片| av手机在线天堂网| 精品久久中文字幕系列| 亚洲avav天堂av在线网毛片| 人妻无码Aⅴ中文系列| 亚洲大胆美女人体一二三区| 韩国三级在线观看久| 一本色综合亚洲精品蜜桃冫|