某鈾礦區(qū)水稻土地表水鈾含量對稻米鈾含量的影響

1、某鈾礦區(qū)水稻土某鈾礦區(qū)水稻土—地表水鈾含量對稻米鈾含量的影響地表水鈾含量對稻米鈾含量的影響向龍1a1b，劉平輝1a1b，張淑梅2，魏長帥3(1.東華理工大學(xué)，a地球科學(xué)學(xué)院，b核資源與環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南昌330013；2.江西有色地質(zhì)勘查二隊(duì)，江西贛州341000；3.安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局326地質(zhì)隊(duì)，安徽安慶246000)摘要摘要：以水稻土—地表水鈾含量為視角，從水稻土剖面鈾含量分布規(guī)律、水稻土與下伏巖體稀土元素特征、不同河流不

2、同河段水稻土—地表水—稻米鈾含量特征、水稻土與稻米鈾含量關(guān)系4個(gè)方面研究721鈾礦區(qū)稻米鈾含量成因。結(jié)果表明，水稻土剖面鈾含量從表層至半風(fēng)化花崗質(zhì)基巖層呈明顯降低的特征，說明水稻土鈾含量高的原因不是土壤母質(zhì)鈾含量高；巖石與水稻土稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化模式均表現(xiàn)為向右傾斜型，均屬輕稀土富集型，輕稀土分餾明顯，表明水稻土為還原環(huán)境，吸附作用較強(qiáng)；不同河流不同河段水稻土—地表水—稻米鈾含量平均值的特性均為上游最低、中游最高、下游次之。鈾礦區(qū)地表水環(huán)境

3、符合鈾元素在水稻土中被平衡吸附的動(dòng)力學(xué)條件，有利于鈾元素在礦區(qū)內(nèi)河流中游地區(qū)的水稻土中沉淀富集；正在采礦區(qū)水稻土與稻米鈾含量具有高度的空間耦合性，呈指數(shù)正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)0.749。礦區(qū)內(nèi)河流沿岸稻米鈾含量的分布特征是由鈾元素的遷移途徑?jīng)Q定的“采礦活動(dòng)（鈾尾礦露天堆放）→地表水→水稻土”。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：鈾礦區(qū)；稻米；鈾含量；水稻土；地表水；成因；鈾遷移中圖分類號：中圖分類號：X17文獻(xiàn)標(biāo)志碼：文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：文章編號：1007

4、7545（2018）07000000EffectofUraniumContentsofPaddySoilSurfaceWateronUraniumContentsofRiceinaUraniumMiningAreaXIANGLong1a1bLIUPinghui1a1bZHANGShumei2WEIChangshuai3(a.CollegeofEarthSciencesb.StateKeyLabatyBreedingBaseofNucle

5、arResourcesEnvironmentMinistryofEducation1.EastChinaUniversityofTechnologyNanchang330013China；2.No.2TeamofJiangxiNonferrousMetalGeologicalExplationBureauGanzhou341000JiangxiChina；3.GeologicalTeam326ofGeologyMineralExplat

6、ionBureauinAnhuiProvinceAnqing246000AnhuiChina)Abstract：IndertoexplecontributingfactsfuraniumcontentsinriceofauraniumminingareadistributionofuraniumcontentsinpaddysoilprofilesREEacteristicsinpaddysoilsunderlyingbedrockac

7、teristicsofuraniumcontentsofpaddysoilsurfacewaterriceindifferentreachesoftworiversrelationshipbetweenuraniumcontentsofpaddysoilsricewereinvestigatedfromperspectiveofuraniumcontentacteristicsinpaddysoilsurfacewater.Theres

8、ultsshowthaturaniumcontentsofpaddysoilprofilessignificantlyfromsurfaceofpaddysoiltosemiweatheringofgraniticbedrockwhichmeanshighuraniumcontentinpaddysoilisnotduetohighcontentofuraniuminthesoilparentmaterial.Thenmalizedpa

9、tternsofREEinrockspaddysoilsarebasicallythesameareacterizedbyenrichmentofLREEdepletionofHREEindicatingreductiveenvironmentofpaddysoilwithstrongadsption.Theaveragevalueofuraniumcontentsinsurfacewaterpaddysoilricefromdiffe

10、rentreachesshowsthehighestinthestreamthelowerinthedownstreamthelowestintheupstream.Theenvironmentofsurfacewaterinuraniumminingareaisinaccdancewithdynamicconditionsofalargeamountofequilibriumadsptionofuraniumelementsinpad

11、dysoilwhichisbeneficialtoprecipitationenrichmentofuraniuminpaddysoilinthestreamexploitingminearea.Thereisahighspatialcouplingofuraniumcontentinricepaddysoilaexponentialfunctionregressionequationwithcrelationcoefficientof

12、0.749canbeestablished.Allresearchesconfirmthemigrationpathofuraniumoffirstinuraniumtailingstheninsurfacewaterthethirdinpaddysoilatlastinricewhichcontributestotheacteristicsofuraniumcontentsinrice.Thusuraniumcontentofrice

13、indlestreamareaisthehighestfollowedbydownstreamareathelowestisinupstreamarea.Keywds：uraniumminingriceuraniumcontentpaddysoilsurfacewatercauseoffmationuraniummigration收稿日期收稿日期：20180228基金項(xiàng)目基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41261081)；江西省自然

14、科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2011ZBAB203009)作者簡介作者簡介：向龍(1990)，男，湖北京山人，博士研究生；通信作者通信作者：劉平輝（1969），男，江西撫州人，博士，教授.doi：10.3969j.issn.10077545.2018.07.016樣品類型數(shù)量個(gè)取樣地點(diǎn)水稻土剖面21號山澗，3號山澗水稻土與下伏巖體8正在采礦區(qū)及水冶廠區(qū)（3個(gè)巖石樣品）地表水32正在采礦區(qū)、廢氣礦井區(qū)稻田及沿河水稻土31正在采礦區(qū)及廢氣礦井區(qū)沿河稻

15、田稻米33正在采礦區(qū)及廢氣礦井區(qū)沿河稻田同一位置水稻土與稻米51正在采礦區(qū)及水冶場區(qū)2結(jié)果與結(jié)果與討論討論2.1水稻土剖面鈾含量規(guī)律水稻土剖面鈾含量規(guī)律為探明水稻土鈾含量富集規(guī)律，進(jìn)而分析對稻米鈾含量的影響，在圖1所示的1號山澗和3號山澗稻田中挖掘水稻土壤剖面PT01和PT02，其中PT01挖至見半風(fēng)化花崗質(zhì)母巖。結(jié)合圖2可以發(fā)現(xiàn)，水稻土壤鈾含量在所測剖面深度內(nèi)由表層至底層降低，說明鈾元素主要富集在土壤表層，并且在土壤中的遷移距離短，這

16、與孫文良等[1415]的研究結(jié)果一致。此外，由圖2可以發(fā)現(xiàn)，剖面PT01表層土壤（PTY001）鈾含量是剖面PT02表層土壤（TYP001）的16.20倍。結(jié)合取樣剖面所在空間位置，可以推測1號山澗剖面PT01直接受到611號礦井及相應(yīng)的1號尾礦堆的影響，而3號山澗的PT02則由于地勢高未受到采礦活動(dòng)的影響，所以兩個(gè)剖面表層水稻土鈾含量差異較大。綜合上述分析可以得出，采礦區(qū)水稻土鈾含量主要集中在表層，且不同位置剖面的表層土壤鈾含量差異較

17、大，主要受外源影響，直接受到尾礦堆鈾元素影響的土壤鈾含量相對較高，即土壤中鈾來源存在差異。10203040506070020406080100土壤剖面深度cmPT01剖面鈾含量(mgkg1)PT01剖面4567PT02剖面鈾含量(mgkg1)PT02剖面圖2不同土層深度的鈾含量不同土層深度的鈾含量Fig.2Uraniumcontentsinpaddysoilofdifferentdepth2.2水稻土與下伏巖體稀土元素水稻土與下伏巖體稀

18、土元素特征特征上述分析表明采礦區(qū)水稻土鈾含量主要集中在表層，那么，表層土壤中鈾元素是處于氧化環(huán)境還是還原環(huán)境中？作者在采礦區(qū)采集了3個(gè)水稻土下伏巖體樣品，分別為早白堊世鵝湖嶺組二段邊緣相含變質(zhì)角礫碎斑熔巖（Z4），晚燕山期沙洲單元粗斑二長花崗斑巖（S2），早白堊世打鼓頂組二段流紋英安巖（ZK47）。并在上述3個(gè)巖石樣品取樣地區(qū)取5個(gè)上覆第四系水稻土樣品。對上述巖石與水稻土樣品做稀土元素分析，查明水稻土稀土元素分配情況。分析結(jié)果和有關(guān)參數(shù)

19、見表2，球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線見圖3。在所測的樣品中，巖石的∑REE變化范圍為187.18?106~259.43?106，平均220.61?106。水稻土∑REE變化范圍是257.52?106~405.71?106，平均326.61?106。均高于地殼的∑REE值（163.5?106）[16]。巖石稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化曲線為向右傾斜型（圖3）。輕稀土與重稀土比值(?LREE?HREE)為2.61~3.63，屬輕稀土富集型。(LaSm)N比值3.3