[特邀报告]萤石对四价铀在矿区迁移的影响

萤石对四价铀在矿区迁移的影响
编号：1851 访问权限：私有 更新：2023-04-16 11:59:04 浏览：418次 特邀报告

报告开始：2023年05月07日 13:00 （Asia/Shanghai）

报告时间：15min

所在会议：[2B] 2B、地球化学 » [2B-2] 2B-2 地球化学

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摘要
核能为全世界提供了约10%的电力以及∼29%的低碳能源[1]。目前，核能工业几乎完全依赖铀作为燃料。截至2019年9月，全球共有3610个铀矿床，总储量约为6487万吨[2]。铀在环境中的迁移能力受其氧化还原状态的控制：六价铀在水中溶解度较高，而四价铀则很低。因此，通过环境微生物将六价铀还原为四价铀来固定铀是修复铀污染的一个重要机制[3]。然而近年来有研究发现，四价铀在还原环境中容易形成胶体而产生迁移[4-7]。不过文献中关于四价铀在氧化环境中是否能够通过胶体迁移的研究还很罕见。另外，目前全球范围内已产生数十亿吨铀矿尾矿，并由此衍生出大量的含铀尾矿渗液。因此，我们研究了某花岗岩型铀矿及下游区域中铀的形态和迁移机制。利用电镜TEM以及同步光源XFM等先进的显微学和光谱学手段，我们发现部分二氧化铀在纳米尺度下被萤石包裹，并进一步研究发现此包裹方式容易导致传统的堆浸方式无法有效的提取矿石中这部分四价铀，进而导致这部分铀很容易以胶体的形式随尾矿渗液向矿区下游迁移并造成污染。本研究首次展现了氧化环境中四价铀以胶体形式迁移，且导致铀污染增加。由于萤石在全球各类铀矿床中普遍存在[8]，本研究发现的四价铀-萤石胶体在氧化环境中的迁移行为对铀环境地球化学以及全球核电行业的可持续性具有深远的科学意义。

资助项目：国家自然科学基金委(No.42077352)；“国家海外高层次人才引进计划”青年项目

[1] World Nuclear Association. The Nuclear Fuel Report: Expanded Summary – Global Scenarios for Demand and Supply Availability 2019-2040, 2020.
[2] IAEA, World Uranium Geology, Exploration, Resources and Production, Vienna, 2020.
[3] Lovley D R et al., Microbial Reduction of Uranium. Nature, 1991, 350, 413-416
[4] Wang Y et al., Mobile Uranium(IV)-bearing Colloids in a Mining-impacted Wetland. Nat Commun, 2013, 4, 2942
[5] Wang, Y. et al., Geochemical control on uranium(IV) mobility in a mining-impacted wetland. Environ Sci Technol, 2014, 48, 10062-10070.
[6] Noel V et al., Redox Controls over the Stability of U(IV) in Floodplains of the Upper Colorado River Basin. Environ Sci Technol, 2017, 51, 10954-10964.
[7] Dublet G et al. Colloidal size and redox state of uranium species in the porewater of a pristine mountain wetland. Environ Sci Technol, 2019, 53, 9361-9369.
[8] IAEA, Vein Type Uranium Deposits (Report of a Working Group on Uranium Geology), Vienna, 1986.


 
关键字
铀矿；萤石；四价铀；胶体；迁移
报告人
王宇恒
西北工业大学

现任西北工业大学生态环境学院副院长、教授。主要致力于研究污染物在湿地、矿区和地下水等地表环境中的形态及迁移规律，并为制定治理策略提供理论依据。近年来主持多项国家级和省部级科研项目，在Nature Communications，PNAS，Environmental Science & Technology，Water Research，Journal of Hazardous Materials，Geochimica et Cosmochimica Acta等知名学术期刊共发表论文40余篇

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