尾矿库浅层土壤中铀的浸出特性与数值模拟研究

发布时间：2020-05-23 05:38

【摘要】：目前,土壤中的核素迁移已经对环境造成严重的污染,为了对土壤污染治理提供帮助,有必要对土壤中核素浸出特性进行研究。本文以湖南省某大型尾矿库区的浅层土壤为研究对象,以核素铀为例,通过模拟降雨条件下动态土柱淋滤实验以及基于Geostudio软件的数值模拟分析,主要得出以下结论:(1)通过对土样的理化性检测,得出尾矿库区浅层土壤为粉质粘土,土壤偏酸性,土壤中主要化学成分有Si O2和Al2O3,土壤中赋存的核素铀远超国家土壤环境背景值2.8 mg/kg。(2)通过土柱淋滤实验,得出了土柱渗透液p H值前期下降较慢,后期逐步下降接近淋滤液p H值。柱底部渗透液体积呈先上升后下降,最后达到平稳的趋势。随着时间的变化土柱底部渗透液中铀浓度要稍微高于中部。土柱渗出液中铀浓度变化为先上升后迅速下降,最后保持稳定。随着p H值的降低,土壤中铀的析出量增大。(3)通过Geostudio软件进行数值模拟,得出土样的土水特征曲线和渗透系数曲线。在第90天时土柱中不同高度土壤的含水量达到平衡,土壤完全饱和。铀在单一对流条件下600天的迁移距离较短,推论在粘土等渗透率小的土壤中核素铀的扩散主要依靠水动力弥散和分子扩散的作用。(4)土柱土壤中铀浓度呈阶梯状自上而下非线性递减,90天以前浓度梯度变化速度较快,90天以后浓度变化速度减小。(5)通过Geostudio软件数值模拟结果和实验结果对比,证实了该软件能较好的模拟土壤中重金属的浸出和运移情况,可以为环境污染物的运移提供预测。
【图文】：

技术路线图,技术路线

（2）通过室内试验，确定尾矿库浅层土壤的理化数据、渗透系数等相关参数。（3）通过土柱迁移模型试验，研究酸雨条件下土壤中水溶液的渗透特性和核素铀的迁移。（4）基于 Geostudio 软件，建立模型研究土壤的渗透特性和溶质的运移。（5）对试验数据和数值模拟结果进行分析，评价 Geostudio 软件对于模拟核素铀迁移的合理性。1.4.2 技术路线本文先收集尾矿库区的地质水文情况，采用实验方法测得相关参数，然后建立相应的数值模拟模型，采用模拟软件计算得出结果，比对实验数据和模拟结果，分析溶质在土壤中的渗流情况和酸雨条件下核素铀在土壤中迁移情况。技术路线见图 1-1。

示意图,试验装置,示意图,土柱

实验装置了试验数据的准确，，采用一组三个的平行试验。本次试验使用三根相同柱，分别为 1 号、2 号、3 号土柱，其宽度为 0.1 m，高 1.2 m 的淋滤透璃管，水头差为 0.8 m。为了方便观察玻璃管上贴有刻度尺，分别在 0.2、0.6 m、0.8 m 处设置了取样口取样。在土柱架顶端放置有 BT00-300T泵和淋滤容器，试验时用于将淋滤液均匀的注入到土柱内。土柱中铀迁置示意图如图 3.2 所示。
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TL94;TD926.4

【参考文献】