（中鐵（石家莊）設(shè)計研究院有限公司，石家莊 050000）

摘 要：鈾的生物毒性和放射性能夠?qū)е氯梭w肝臟和腎臟損傷，因此，如何去除水體中的鈾就成為一個引人關(guān)注的問題。本文列舉了一些由各種材料復(fù)合而成，能夠有效去除水中U（Ⅵ）的復(fù)合吸附劑，并討論了它們對鈾的吸附能力。

關(guān)鍵詞：鈾;放射性;吸附;吸附劑

1 引言

鈾（U）是一種天然的放射性元素，是錒系元素之一。它是一種銀白色金屬，具有三種天然放射性同位素，它們的半衰期很長，且都不穩(wěn)定，具有微弱的放射性。鈾具有+3、+4、+5、+6四種價態(tài)，由于U（Ⅳ）和U（Ⅵ）比較穩(wěn)定，因此自然界中的鈾主要以這兩種價態(tài)存在，其中四價的鈾離子溶解度較低，硬度較高，常以UO2固體形態(tài)存在，而六價的鈾酰離子（UO22+）溶解度較高，易于溶解遷移。

自從鈾在1789年被發(fā)現(xiàn)后，就逐漸在核能生產(chǎn)和熱核武器制造等核工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在實際應(yīng)用中，它既是核燃料中最基本、最重要的元素，又因為其核裂變過程中可以產(chǎn)生200多種放射性同位素而被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個部門，如醫(yī)療放射、輻射育種等。然而，鈾是一種有毒的放射性核素，它的毒性和放射性都會對人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重危害。進(jìn)入人體的鈾不易被排出，其發(fā)射的α射線會在體內(nèi)引起高度累積性的輻照損傷，一般蓄積在骨骼和肝腎部位，而其化學(xué)毒性與汞相似，能夠引發(fā)肝炎、肺癌以及神經(jīng)系統(tǒng)的病變等[1]。

根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）的標(biāo)準(zhǔn)，水體中可容納U（Ⅵ）的最高濃度為50μgL-1 "[2]，而人體每天攝入的溶解態(tài)鈾的耐受量是0.6μg/kg[3]，然而隨著采礦和核工業(yè)等行業(yè)的發(fā)展，很多地區(qū)的環(huán)境中的鈾的含量超標(biāo)，且導(dǎo)致人體攝入的鈾的量嚴(yán)重超標(biāo)，已經(jīng)嚴(yán)重威脅到人類的健康，因此，為了減少含鈾的廢水產(chǎn)生的危害，尋找有效的處理含鈾廢水的方法就變得尤為重要。目前含有鈾廢水的處理方法主要有：化學(xué)沉淀法、共沉淀、離子交換法、蒸發(fā)濃縮法、膜分離法、浮選法、吸附法等。在這些方法中，吸附法被廣泛應(yīng)用于處理含有放射物質(zhì)的廢水中，它具有效率高、速度快等特點，特別是在處理低濃度的放射性廢水方面。

吸附劑是通過其較大的比表面積及較強(qiáng)的吸附作用來吸附水中的放射性物質(zhì)，從而達(dá)到將水體中的放射性物質(zhì)去除的目的。因此，在實際的處理過程中，要根據(jù)不同的吸附物質(zhì)來選擇合適的吸附劑。本文概括性的介紹了利用吸附法去除水體中的鈾，以及幾種常用的去除水體中鈾的吸附劑，特別是一些新型復(fù)合吸附劑。

2 新型復(fù)合吸附劑吸附水體中的鈾

復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學(xué)的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。因此，根據(jù)要吸附的污染物的特性，利用復(fù)合材料制備成吸附劑，對目標(biāo)污染物進(jìn)行吸附具有很廣闊的前景。

Zhou等以U（Ⅵ）作為模板，以戊二醛作為交聯(lián)劑合成了一種可以選擇性吸附U（Ⅵ）的原子印跡磁性殼聚糖樹脂（IMCR），IMCR對U（Ⅵ）表現(xiàn)出很強(qiáng)的選擇性和吸附能力。實驗表明，IMCR的吸附能力受到初始pH值，U（Ⅵ）的濃度以及溫度的影響。在pH值5.0，溫度298K，接觸時間3h的條件下，IMCR對U（Ⅵ）的最大吸附量為187.26mg/g，吸附過程符合Langmuir等溫吸附模型。吸附完成后，IMCR可以通過用0.5M 的HN03溶液將其上的U（Ⅵ）解吸下來，從而實現(xiàn)對IMCR的再生。

水滑石（HT）和類水滑石化合物（HTLCs）統(tǒng)稱為層狀雙金屬氫氧化物，是一類具有層狀結(jié)構(gòu)的新型無機(jī)功能材料。在合成制備吸附劑處理放射性廢水或其他廢水方面，水滑石類化合物相比于其他的礦質(zhì)材料是一個較新的研究方向。Zhang等利用油頁巖灰通過用酸淋洗和共沉淀的方法合成了類水滑石的復(fù)合材料（HTlc），這是一種Mg-Al水滑石結(jié)合其他金屬陽離子形成的層狀形態(tài)復(fù)合材料。在只含有鈾的溶液體系中，當(dāng)溫度由298K上升到318K時，HTlc對鈾的最大吸附量由156mg/g增加到200mg/g，其吸附動力學(xué)是擬二級反應(yīng)模型，吸附過程符合Langmuir等溫模型。Anirudhan等也利用焙燒的水滑石、鈉十二烷基硫酸鹽和4乙基氨基硫脲合成了具有乙烷基氨基硫脲夾層的焙燒水滑石復(fù)合材料（ETSC-OHTC）。ETSC-OHTC在pH值范圍為4.0—6.0時對U（Ⅵ）的吸附可達(dá)到最大，其吸附動力學(xué)為擬二級反應(yīng)模型，吸附過程符合Freundlich吸附模型，且KF值為25.43mg/g。實驗還討論了吸附劑的量、pH值、被吸附物的初始濃度、接觸時間、離子強(qiáng)度等因素對ETSC-OHTC吸附能力的影響。

3 結(jié)論

本文概述了一系列能夠有效去除水體中鈾的吸附劑，特別是一些新型的復(fù)合吸附材料，并簡要介紹了它們對鈾的吸附能力及其影響因素。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐花花，周啟，熊文祥.原子彈理論及原料[D].北京：科學(xué)出版社，2011.

[2]唐志，堅張平，左社.強(qiáng)低濃度含鈾廢水處理技術(shù)的研究進(jìn)展[J].工業(yè)用水與廢水，2003（04）：9-12.

[3]徐銘澤.功能納米復(fù)合材料的制備及其在核廢水處理中的應(yīng)用[D].吉林大學(xué)博士學(xué)位論文，2014.

作者簡介：張凡（1983-），女，河北保定人，本科，工程師，研究方向：環(huán)境工程。