[发明专利]一种利用水稻土表土层固定放射性核素U(VI)的方法在审

专利信息
申请号: 201910222261.0 申请日: 2019-03-22
公开(公告)号: CN110328226A 公开(公告)日: 2019-10-15
发明(设计)人: 胡保卫;朱余玲 申请(专利权)人: 绍兴文理学院
主分类号: B09C1/08 分类号: B09C1/08;C02F3/34;C02F103/06
代理公司: 北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙) 11350 代理人: 汤东凤
地址: 312000 *** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 水稻土 固定放射性 铁矿石 水稻土壤 表土层 铁矿 氧化还原反应 土壤微生物 铀污染土壤 长期稳定 稻田表层 室温条件 原位修复 自然风干 驯化 硝酸铀 营养盐 避光 过筛 取水 研碎
【说明书】:

发明公开了一种利用水稻土表土层固定放射性核素U(VI)的方法,步骤是:S1、取水稻田表层的水稻土,避光自然风干后,研碎,过筛得到水稻土壤粉末;S2、按比例向水稻土壤粉末中加入硝酸铀,搅拌均匀;在室温条件下通入营养盐驯化土壤微生物以将U(VI)固定进铁矿石的内部,形成稳定的铀铁矿。本发明的方法将在Fe(II)/Fe(III)发生氧化还原反应成矿的过程中将U(VI)固定进铁矿石的内部,形成稳定的铀铁矿。为铀污染土壤的原位修复提供一种长期稳定且价廉的方法。

技术领域

本发明涉及土壤和地下水污染治理技术领域,尤其涉及一种利用水稻土表土层固定放射性核素U(VI)的方法。

背景技术

在过去的80年,铀矿开采和浓缩铀加工导致大量的放射性核素铀进入环境,造成土壤和地下水污染。微生物还原固定修复铀污染场地优势明显。铀的微生物还原固定是指利用微生物特有的酶将环境中易迁移的U(VI)还原成较稳定的U(IV),从而降低环境中铀的浓度,这种方法的成本低且无二次污染,因此自上世纪90年代以来备受关注并得到了迅速的发展。但氧化还原条件改变尤其是环境中存在Fe(III)/Fe(II)时,U(IV)易被再氧化而释放至环境中。即微生物还原法不能长期稳定的固定U(VI)。

水稻土是指在长期淹水种稻条件下,受到人为活动和自然成土因素的双重作用,而产生水耕熟化和氧化与还原交替,以及物质的淋溶、淀积,形成特有剖面特征的土壤。水稻土由于长期处于水淹的缺氧状态,土壤中的Fe2O3被还原成易溶于水的FeO,并随水在土壤中移动,当土壤排水后或受稻根传输氧气的影响,Fe(II)/Fe(III)又被氧化成Fe2O3沉淀,形成针铁矿、赤铁矿、纤铁矿等铁矿石。由于氧化还原交替,水稻土中铁氧化菌和铁还原菌也广泛存在。

发明内容

本发明目的是针对上述问题,提供一种利用水稻土表土层固定放射性核素U(VI)的方法。利用水稻土表层Fe(II)/Fe(III)以及丰富的铁氧化还原菌固定放射性核素U(VI),该方法将在Fe(II)/Fe(III)发生氧化还原反应成矿的过程中将U(VI)固定进铁矿石的内部,形成稳定的铀铁矿,为铀污染土壤的原位修复提供一种长期稳定且价廉的方法。

为了实现上述目的,本发明的技术方案是:

一种利用水稻土表土层固定放射性核素U(VI)的方法,该方法的步骤是:

S1、取水稻田表层的水稻土,避光自然风干后,研碎,过筛得到水稻土壤粉末;

S2、按比例向水稻土壤粉末中加入硝酸铀,搅拌均匀;装入吸附柱中,在室温条件下,利用蠕动泵,通入营养盐驯化土壤微生物以将U(VI)固定进铁矿石的内部,形成稳定的铀铁矿。

作为对上述技术方案的改进,所述营养盐的成分为:乙酸钠1g/L,氯化铵1g/L,磷酸二氢钾0.1g/L,磷酸氢二钾0.1g/l,碳酸钠0.05g/L。

作为对上述技术方案的改进,所述营养盐驯化土壤微生物是这样得到的:在第0-10天,接入500mL营养盐,蠕动泵转速0.5mL/min;封闭循环,每24h换一次营养盐;第10-20d,其他条件不变,每12h更换一次营养盐;第20天后,转速改为1mL/min,其他条件不变;30-50天后驯化完成。

作为对上述技术方案的改进,所述水稻土取自抽穗期水稻田表层0-20cm深度的水稻土。

作为对上述技术方案的改进,在步骤S1中,水稻土的过筛目数≤20目。

作为对上述技术方案的改进,在步骤S2中,硝酸铀与水稻田的质量比为5mg:1g。

与现有技术相比,本发明具有的优点和积极效果是:

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