貴州喀斯特環(huán)境土壤剖面形成過(guò)程中鈾、釷的演化及其環(huán)境有效性.pdf

1、喀斯特地區(qū)廣泛分布著碳酸鹽巖風(fēng)化土壤，近年來(lái)，喀斯特地區(qū)的環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越受到眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注，尤其是土壤中出現(xiàn)的氡異常，給環(huán)境帶來(lái)威脅。有研究表明，土壤中氡異常與鈾（U）、釷（Th）等放射性核素有關(guān)，而在碳酸鹽巖風(fēng)化土壤中U、Th均出現(xiàn)顯著富集的現(xiàn)象，這些富集的U、Th是否會(huì)成為向環(huán)境釋放的污染源，還不得而知。本文正是以此為出發(fā)點(diǎn)開(kāi)展工作，從貴州喀斯特地區(qū)采集了5條不同時(shí)代碳酸鹽巖發(fā)育的風(fēng)化剖面為研究對(duì)象，運(yùn)用相關(guān)性分析和質(zhì)量平衡計(jì)算

2、方法，研究了這些剖面中U、Th的分布特征及其在土壤演化過(guò)程中的地球化學(xué)行為，探討了U、Th與pH、有機(jī)質(zhì)及主量元素的相關(guān)性，分析了影響 U、Th分布的因素；運(yùn)用元素賦存形態(tài)研究中廣泛應(yīng)用的連續(xù)化學(xué)提取技術(shù)，探究 U、Th在碳酸鹽巖風(fēng)化剖面中的賦存形態(tài)及其環(huán)境活性。通過(guò)本研究，增進(jìn)對(duì) U、Th環(huán)境地球化學(xué)循環(huán)的了解，同時(shí)為開(kāi)展喀斯特區(qū)域上放射性環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、土壤修復(fù)提供理論依據(jù)。本項(xiàng)研究獲得了以下認(rèn)識(shí)：
　?。?）由不同基巖發(fā)育成的

3、碳酸鹽巖風(fēng)化剖面，石灰?guī)r的風(fēng)化程度高于白云巖的風(fēng)化程度。
　?。?）由于不同碳酸鹽巖風(fēng)化剖面所處的環(huán)境差異，導(dǎo)致各剖面上 U、Th含量與 pH、主量元素含量、有機(jī)質(zhì)含量等的相關(guān)性不一致，影響 U、Th在剖面中分布的因素可能是多元的，是綜合作用的結(jié)果。
　?。?）不同時(shí)代基巖發(fā)育而成的風(fēng)化剖面，均未檢測(cè)出可交換態(tài)U，U含量最多的三個(gè)相態(tài)是：殘?jiān)鼞B(tài)>碳酸鹽結(jié)合態(tài)>無(wú)定型鐵錳氧化物/氫氧化物結(jié)合態(tài)。Th主要分布在三個(gè)相態(tài)中：殘?jiān)鼞B(tài)

4、、無(wú)定型鐵錳氧化物/氫氧化物結(jié)合態(tài)和晶質(zhì)鐵錳氧化物/氫氧化物結(jié)合態(tài)，說(shuō)明 Th主要分布在原生和次生的殘余物中。
　?。?）碳酸鹽巖風(fēng)化剖面在進(jìn)一步演化過(guò)程中，U、Th在各相態(tài)之間均出現(xiàn)了轉(zhuǎn)移或再分配。對(duì)于 U，隨剖面演化，殘?jiān)鼞B(tài) U趨于分解，碳酸鹽結(jié)合態(tài)U趨于增加，其他相態(tài)U也會(huì)由于環(huán)境的差異出現(xiàn)減小或增加趨勢(shì)；而Th在剖面演化過(guò)程中各個(gè)相態(tài)均存在較少或增加的可能，且在風(fēng)化的不同階段可能轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的形式不同；U和 Th的無(wú)定型鐵錳

5、氧化物/氫氧化物結(jié)合態(tài)和晶質(zhì)鐵錳氧化物/氫氧化物結(jié)合態(tài)之間均會(huì)相互轉(zhuǎn)化。
　?。?）5條研究剖面中，大方剖面、田壩橋剖面、銅仁剖面、猴場(chǎng)剖面的惰性態(tài) U所占比例>活性態(tài) U所占比例>潛在活性態(tài) U所占比例，而在鳳岡剖面中，惰性態(tài) U所占比例（平均值為64.07％）>潛在活性態(tài) U所占比例（平均值為20.29%）>活性態(tài)U所占比例（平均值為15.64%）。而各剖面中Th所占比例均表現(xiàn)為相同的趨勢(shì)，即惰性態(tài)>潛在活性態(tài)>活性態(tài)。

6、>　　（6）關(guān)于活性態(tài)+潛在活性態(tài) U所占比例，銅仁剖面（平均值為44.52％）>田壩橋剖面（平均值為40.46％）>猴場(chǎng)剖面（平均值為38.20％）>鳳岡剖面（平均值為35.93％）>大方剖面（平均值為30.05％）；而活性態(tài)+潛在活性態(tài) Th所占比例，鳳岡剖面（平均值為55.08%）>銅仁剖面（平均值為51.83%）>猴場(chǎng)剖面（平均值為49.32%）>田壩橋剖面（平均值為28.23%）>大方剖面（平均值為15.68%）。銅仁剖面和田