針鐵礦膠體在花崗巖中通過單一飽和裂隙提高钚的運(yùn)輸

1、針鐵礦膠體在花崗巖中通過單一飽和裂隙提高钚的運(yùn)輸針鐵礦膠體在花崗巖中通過單一飽和裂隙提高钚的運(yùn)輸摘要摘要αFeOOH，在自然界中是一種穩(wěn)定的氧化鐵，能強(qiáng)烈吸收在含水層中低溶解度的钚（PU）。但是，钚在單一飽和裂隙中運(yùn)輸而增強(qiáng)αFeOOH的膠體仍然不明。實(shí)驗(yàn)研究钚在不同的水流速度下，受針鐵礦膠體各種濃度的影響。針鐵礦納米棒用于制備濃度為（0150）毫克L1的钚懸浮液αFeOOH。實(shí)驗(yàn)證明αFeOOH膠體在破碎花崗巖中并不能提高钚的運(yùn)輸。部

2、分流動(dòng)的239钚（RPU，M=41.5％）和與其相關(guān)的極低濃度（0.2毫克的L1）的膠體遠(yuǎn)多于缺乏的αFeOOH（RPU，M=6.98％）。然而，當(dāng)钚遷移率開始下降時(shí)，αFeOOH的濃度增加至1.0毫克L1。另一方面，流動(dòng)钚的分?jǐn)?shù)與水的流速逐漸增加?；趯?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，與（αFeOOH）相關(guān)的钚運(yùn)輸基礎(chǔ)機(jī)制全面討論了花崗巖表面的動(dòng)態(tài)沉積情況，它主要由膠體粒子和不動(dòng)表面之間的相互作用而決定的。這種相互作用是靜電力（可能是排斥力或吸引力）、范德華

3、力及流動(dòng)的剪切應(yīng)力三力的一種平衡。1.1.簡介簡介低溶解度钚通常被認(rèn)為在不動(dòng)的含水層中，其礦物表面的親和力強(qiáng)（Kienzler等人，2009Nitsche等人，1993Triay等人，1996），此根據(jù)依據(jù)長距離的觀察，如內(nèi)華達(dá)州1.3公里到4公里含水層（Kersting等人，1999）及馬雅克（諾維科夫等人，2006）。這些觀察到的距離比數(shù)厘米大得多（麥卡錫和扎查，1989Ryan和利米勒，1996）并作為使用分布模型，由預(yù)測估計(jì)系數(shù)

4、（KD）測量實(shí)驗(yàn)而得。生活中，天然膠體普遍存在（Schafer等，2012），因此在現(xiàn)場和實(shí)驗(yàn)室規(guī)模觀測到的意想不到的輸送距離（Cranon等人，2010提洛等人，2008黑澤及UETA，2001Missana等人，2008佩里耶等人，2005維爾克斯及白金南，2001）被普遍歸因于膠體為钚載體。然而，這樣的結(jié)果不能充分解釋钚運(yùn)輸?shù)脑鰪?qiáng)是由膠體引起的。事實(shí)上，它僅表明流動(dòng)污染物的比例在存在的膠體中比在不存在膠體中大得多（霍尼曼，1999

5、特納及芬黨，2007）。在我們最近的研究中（Xie等人，2013A），與土壤膠體關(guān)聯(lián)（C=0.5毫克的L1）的流動(dòng)239钚（即回收率，RPU，M=8.62％）的比例比對(duì)239钚膠體不相關(guān)（RPU，M=1.31％，C=0）大得多。這是對(duì)钚通過多孔土壤介質(zhì)增強(qiáng)輸送了有力的證據(jù)。然后下降到同一濃度，這意味著膠體在钚運(yùn)輸中起著一個(gè)動(dòng)態(tài)的作用。另一方面，放射性污染物運(yùn)移作為膠體裂縫媒體也很重要，在許多國家包括中國，作為花崗巖被選為候選基巖，為深地

6、質(zhì)處置高放廢物。膠體促進(jìn)污染物運(yùn)移的裂縫是一個(gè)已經(jīng)獲得可觀的關(guān)注的話題，數(shù)學(xué)模型已經(jīng)發(fā)展到研究污染物在膠體聯(lián)合運(yùn)輸飽和巖石裂隙作為分布比例功能，膠體尺寸分布及膠體沉積在巖石表面（Abdel薩拉姆及Chrysikopoulos，1995James等人，2005）。這些仿真作品清楚地表明，膠體可以影響在裂縫污染物的遷移，但實(shí)驗(yàn)證據(jù)及數(shù)據(jù)對(duì)于不同的膠體仍在積累。正如我們所知，在地下核試驗(yàn)基地和核廢料倉庫，當(dāng)制成的核裝置和容器，鋼鐵作為一個(gè)偉大

7、的一部分，逐漸腐蝕后，鐵將非常的豐富，如果水近距離入滲，含鐵納米顆?？梢孕纬蔀橐惑w膠體搭載四價(jià)錒系元素的類型（Znker濃度為0.0207，0.0004，0.0056，0.0003，0.0025，0.0023和0.0084摩爾L1。0.1克24毫微克，1239。钚示蹤溶液摻入模擬地下水，制備239钚80皮克G1的初始濃度。該溶液的pH值用NaOH（0.2摩爾L1）調(diào)節(jié)至8.5，并保持恒定的所有測試。2.42.4。傳輸實(shí)驗(yàn)。傳輸實(shí)驗(yàn)如圖4

8、所示，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要為模擬地下水，钚膠體懸浮液，蠕動(dòng)泵（BT1001L，寶丁隆佴有限公司），裂隙花崗巖柱和自動(dòng)收集器（BSZ160，上海青浦工業(yè)有限公司的）。钚在花崗巖斷裂的運(yùn)輸行為進(jìn)行了研究，在不同的αFeOOH的膠體濃度和不同模擬地下水流速如下。該柱用模擬水平衡和3洗脫液的等分試樣被收集在管中并通過自動(dòng)收集器（每管約2mL）.钚懸浮液輕輕攪拌，使之在膠態(tài)狀態(tài)。取三個(gè)平行0.100毫升樣品和穗帶242钚稀釋劑，初期239钚濃度C0，钚是

9、依照文獻(xiàn)結(jié)合放射化學(xué)钚提純過程中的ICPMS（菲尼根MAT元）計(jì)量。（謝等人，2012）。膠體浦的殘留溶液注入柱中，并將流出物收集在管中自動(dòng)收集器（通常為8管，左右各2毫升）中。洗模擬地下水柱，并結(jié)束實(shí)驗(yàn)，直到接收到18個(gè)樣品。稱取樣品的質(zhì)量和準(zhǔn)確加入20第242钚稀釋劑。钚的所有樣品中的濃度，如上述那樣決定的。3.3.結(jié)果和討論結(jié)果和討論3.13.1。α。αFeOOHFeOOH的濃度對(duì)的濃度對(duì)钚通過花崗巖單裂隙運(yùn)輸?shù)挠绊懲ㄟ^花崗巖單裂

10、隙運(yùn)輸?shù)挠绊戭写┩盖€繪制成相對(duì)出水濃度C浦C0與污水量圖。5A。钚運(yùn)輸通過singlefracture的過程可以分為四個(gè)階段。第一個(gè)是階段時(shí)（αFeOOH的）相關(guān)的钚溶液置換對(duì)模擬地下水中對(duì)斷裂，在此期間，钚濃度在流出物中增加后急速大約一孔體積。在第二階段中，模擬地面的水被完全移位，（αFeOOH的）的動(dòng)態(tài)吸附平衡機(jī)相關(guān)性钚逐漸靜止介質(zhì)的表面和萬連膽汁階段之間建立和Pu的流出物中逐漸因此濃度增加到最大。在第三階段中，（αFeOOH的）

11、相關(guān)的钚溶液通過模擬地下水位移而浦的流出物中對(duì)濃度迅速下降。最后，（αFeOOH的）相關(guān)的骨折浦溶液在第四階段被完全移位，膠體浦吸附在固定的介質(zhì)表面上開始解吸緩慢，使钚在流出物中對(duì)濃度的長尾巴。釋放浦（RPU）與流出物體積的累積恢復(fù)示于圖。5B。在這項(xiàng)研究中，移動(dòng)浦（RPU，M）的比例，簡稱普的回收率在流動(dòng)相中，可以通過在花崗巖單裂隙注明浦的手機(jī)種類的運(yùn)輸。RPU。m是直接關(guān)系到αFeOOH的膠體的濃度，如圖圖5C。釋放浦的相對(duì)峰濃度為

12、在不存在膠體0.04，而上升到0.36中對(duì)膠體的存在下用0.2毫克的L1。它不斷上升至最高為0.62和1.0毫克L1對(duì)膠體濃度，然后進(jìn)一步提高了膠體的濃度降低。因此，移動(dòng)浦（RPU，米）的比例為6.98％時(shí)，溶液呈游離的膠體，并且在很大程度上增加至41.5％，以0.2毫克的L1的濃度。最大RPU，米是位于C67.1％=1.0毫克的L1，然后下降到24.6％，17.3％，11.1％，5.0，35.0和75.0毫克的L1。在150.0毫克的