一种利用水稻土传奇网页SF固定放射性核素U(VI)的方法与流程

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传奇网页SF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。

技术实现要素：

本发明目的是针对上述问题，提供一种利用水稻土传奇网页SF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：

一种利用水稻土传奇网页SF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：

一种利用水稻土传奇网页SF固定放射性核素U(VI)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。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为不同地点水稻表层土对放射性核素U(VI)的固定效率示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本发明公开的利用水稻土传奇网页SF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；18717385791

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，每24h封闭循环通入500mL营养盐，转速0.5mL/min；10-20天，每12h封闭循环通入500mL营养盐，转速0.5mL/min；20-30天，每12h封闭循环通入500mL营养盐，转速1mL/min；30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。

实施例1：

(1)水稻土表层：水稻土于取自浙江省绍兴市柯桥区六处水稻田表层0-20cm。取样时间：11月，此时水稻处于抽穗期。避光自然风干后，研钵研碎，过20目筛。测定理化性质如下

土壤理化性质

(2)修复过程

分别将六种土壤粉末中按5mg/g的比例混入硝酸铀，混匀后的土样装于直径5cm，深20cm的模拟土柱中，土柱装土高为15cm。室温条件下，通入营养盐驯化土壤微生物，控制进水高度10cm。

营养盐：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。

驯化方法：0-10天，每24h封闭循环通入500mL营养盐，转速0.5mL/min；10-20天，每12h封闭循环通入500mL营养盐，转速0.5mL/min；20-30天，每12h封闭循环通入500mL营养盐，转速1mL/min。30天后驯化完成。

实验案例

驯化完成后，以0.5mL/min转速直接通入5mg/L硝酸铀的营养盐，测定出水中铀含量。

(1)当溶液中不含有Fe(III)时，土样6对放射性核素U(VI)的固定效率最高，第1d可以固定91.4％的铀，土样3对铀的固定效率最低，第1天可以固定80.4％的铀，水稻土对铀的固定效率与土壤中无定形铁的含量有关，无定形铁含量越高，水稻土对铀的固定效率越高。

(2)增加营养盐中Fe(III)的含量可以提高水稻土对铀的固定效率，当营养液中加入10mg/LFe(III)时，水稻土对铀的固定效率提高至92.4％-96.6％。