[發明專利]一種利用水稻土表土層固定放射性核素U(VI)的方法

在審

• 申請號: 201910222261.0
• 申請日: 2019-03-22
• 公開（公告）號: CN110328226A
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 胡保衛;朱余玲
• 申請（專利權）人: 紹興文理學院
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08;C02F3/34;C02F103/06
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種利用水稻土表土層固定放射性核素U(VI)的方法，步驟是：S1、取水稻田表層的水稻土，避光自然風干后，研碎，過篩得到水稻土壤粉末；S2、按比例向水稻土壤粉末中加入硝酸鈾，攪拌均勻；在室溫條件下通入營養鹽馴化土壤微生物以將U(VI)固定進鐵礦石的內部，形成穩定的鈾鐵礦。本發明的方法將在Fe(II)/Fe(III)發生氧化還原反應成礦的過程中將U(VI)固定進鐵礦石的內部，形成穩定的鈾鐵礦。為鈾污染土壤的原位修復提供一種長期穩定且價廉的方法。

技術領域

本發明涉及土壤和地下水污染治理技術領域，尤其涉及一種利用水稻土表土層固定放射性核素U(VI)的方法。

背景技術

在過去的80年，鈾礦開采和濃縮鈾加工導致大量的放射性核素鈾進入環境，造成土壤和地下水污染。微生物還原固定修復鈾污染場地優勢明顯。鈾的微生物還原固定是指利用微生物特有的酶將環境中易遷移的U(VI)還原成較穩定的U(IV)，從而降低環境中鈾的濃度，這種方法的成本低且無二次污染，因此自上世紀90年代以來備受關注并得到了迅速的發展。但氧化還原條件改變尤其是環境中存在Fe(III)/Fe(II)時，U(IV)易被再氧化而釋放至環境中。即微生物還原法不能長期穩定的固定U(VI)。

水稻土是指在長期淹水種稻條件下，受到人為活動和自然成土因素的雙重作用，而產生水耕熟化和氧化與還原交替，以及物質的淋溶、淀積，形成特有剖面特征的土壤。水稻土由于長期處于水淹的缺氧狀態，土壤中的Fe₂O₃被還原成易溶于水的FeO，并隨水在土壤中移動，當土壤排水后或受稻根傳輸氧氣的影響，Fe(II)/Fe(III)又被氧化成Fe₂O₃沉淀，形成針鐵礦、赤鐵礦、纖鐵礦等鐵礦石。由于氧化還原交替，水稻土中鐵氧化菌和鐵還原菌也廣泛存在。

發明內容

本發明目的是針對上述問題，提供一種利用水稻土表土層固定放射性核素U(VI)的方法。利用水稻土表層Fe(II)/Fe(III)以及豐富的鐵氧化還原菌固定放射性核素U(VI)，該方法將在Fe(II)/Fe(III)發生氧化還原反應成礦的過程中將U(VI)固定進鐵礦石的內部，形成穩定的鈾鐵礦，為鈾污染土壤的原位修復提供一種長期穩定且價廉的方法。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種利用水稻土表土層固定放射性核素U(VI)的方法，該方法的步驟是：

S1、取水稻田表層的水稻土，避光自然風干后，研碎，過篩得到水稻土壤粉末；

S2、按比例向水稻土壤粉末中加入硝酸鈾，攪拌均勻；裝入吸附柱中，在室溫條件下，利用蠕動泵，通入營養鹽馴化土壤微生物以將U(VI)固定進鐵礦石的內部，形成穩定的鈾鐵礦。

作為對上述技術方案的改進，所述營養鹽的成分為：乙酸鈉1g/L，氯化銨1g/L，磷酸二氫鉀0.1g/L，磷酸氫二鉀0.1g/l，碳酸鈉0.05g/L。

作為對上述技術方案的改進，所述營養鹽馴化土壤微生物是這樣得到的：在第0-10天，接入500mL營養鹽，蠕動泵轉速0.5mL/min；封閉循環，每24h換一次營養鹽；第10-20d，其他條件不變，每12h更換一次營養鹽；第20天后，轉速改為1mL/min，其他條件不變；30-50天后馴化完成。

作為對上述技術方案的改進，所述水稻土取自抽穗期水稻田表層0-20cm深度的水稻土。

作為對上述技術方案的改進，在步驟S1中，水稻土的過篩目數≤20目。

作為對上述技術方案的改進，在步驟S2中，硝酸鈾與水稻田的質量比為5mg：1g。

與現有技術相比，本發明具有的優點和積極效果是：