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3种植物-人工湿地对铀尾矿库浸渍水修复效果比较

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工业水处理 2022年第1期42卷 126-132,142页

作者：丁德馨谭国炽曾晓娜马静张悦张辉胡南南华大学铀矿冶生物技术国防重点学科实验室湖南衡阳421001

铀尾矿库浸渍水是核工业发展过程中产生铀浓度较高的工业废水,以芦苇-人工湿地(CW)、香蒲-CW、菖蒲-CW为试验组,以无植物-CW为对照组,比较研究了不同植物-CW修复铀尾矿库浸渍水的效果。结果表明,水力停留时间为36 h,经过5次循环后,3个... 详细信息

铀尾矿库浸渍水是核工业发展过程中产生铀浓度较高的工业废水,以芦苇-人工湿地(CW)、香蒲-CW、菖蒲-CW为试验组,以无植物-CW为对照组,比较研究了不同植物-CW修复铀尾矿库浸渍水的效果。结果表明,水力停留时间为36 h,经过5次循环后,3个试验组中的植物生长均未受到明显的抑制作用,各级植物-CW出水铀质量浓度均低于50μg/L,达到国家排放标准(GB 23727-2020),不同植物对铀的修复效果从高到低依次为香蒲>菖蒲>芦苇,3种植物对铀的富集系数(BCF)分别为47.16、44.60、36.68。其中铀尾矿库浸渍水经过香蒲-CW 3次循环处理后,各级CW出水铀质量浓度均低于50μg/L;经过5次循环处理后,最后一级CW出水的铀质量浓度降低至18.10μg/L,显著低于其他植物-CW的最后一级的出水铀浓度;其基质固定浸渍水中铀总量达到3.62 mg,显著高于其他处理模式。研究表明,香蒲-CW是一种具有潜在应用前景的修复铀尾矿库浸渍水的方法。

关键词：人工湿地植物修复铀尾矿库浸渍水铀

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堆浸铀矿堆液体饱和渗流规律的研究

岩土力学 2013年第8期34卷 2243-2248页

作者：叶勇军丁德馨李广悦宋键斌李峰南华大学铀矿冶生物技术国防重点学科实验室

铀矿堆浸,溶浸液在铀矿堆中的渗流对浸出效果有非常重要的影响,研究堆浸铀矿堆的渗透特性,对改善铀矿堆浸效果具有重要的意义。采用取自我国南方某铀矿山的堆浸铀矿石,配制10组不同粒径分维数的试样,利用自制的饱和渗流试验装置,对其液... 详细信息

铀矿堆浸,溶浸液在铀矿堆中的渗流对浸出效果有非常重要的影响,研究堆浸铀矿堆的渗透特性,对改善铀矿堆浸效果具有重要的意义。采用取自我国南方某铀矿山的堆浸铀矿石,配制10组不同粒径分维数的试样,利用自制的饱和渗流试验装置,对其液体饱和渗流的规律进行试验研究,获得相应的渗透率和流态指数。利用试验结果,分析粒径分维数对渗透率的影响。采用支持向量机(SVM)模型,以粒径分维数和孔隙率作为输入量,建立渗透率和流态指数预测模型。结果表明,(1)在文中试验条件下,堆浸铀矿堆的液体饱和渗流遵循非Darcy指数定律,流态指数在1.1～1.5之间,且渗透率随着粒径分维数的增加而逐渐减小;(2)渗透率的SVM预测模型和流态指数的SVM预测模型给出预测值的相对误差分别低于8%和7%,可以满足工程应用的要求。

关键词：堆浸铀矿堆液体饱和渗流支持向量机分维数

γ电离辐射对斑马鱼胚胎肝、脾和肾发育形态学的影响

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原子能科学技术 2017年第10期51卷 1886-1892页

作者：冯永富胡南丁德馨赵维超胡淼南华大学铀矿冶生物技术国防重点学科实验室湖南衡阳421001

为研究γ电离辐射对水生生物重要器官发育形态学的影响,以斑马鱼(Danio rerio)作为模式生物,研究了胚胎发育早期(受精后5h,5hpf)接受急性γ辐照(累积剂量为0.25、0.5、1Gy,剂量率为47.79cGy/min)后,受精后3d(3dpf)的幼鱼卵黄囊面积以及3... 详细信息

为研究γ电离辐射对水生生物重要器官发育形态学的影响,以斑马鱼(Danio rerio)作为模式生物,研究了胚胎发育早期(受精后5h,5hpf)接受急性γ辐照(累积剂量为0.25、0.5、1Gy,剂量率为47.79cGy/min)后,受精后3d(3dpf)的幼鱼卵黄囊面积以及3dpf和5dpf的幼鱼肝、肾和脾发育形态学的变化。结果显示:3dpf的幼鱼卵黄囊面积随剂量的增大而增大;3dpf的幼鱼肝脏中空泡增加、肝脏局部出现空洞;5dpf的幼鱼肝脏尺寸缩减、肝细胞内空泡增加且细胞核变形、血窦较小以及有核红细胞变形等;但前肾和脾的发育形态并没有出现异常。随后对3dpf的幼鱼肝细胞超微结构进行观察,发现γ辐照使幼鱼肝脏细胞线粒体受损、核膜间隙扩大、粗面内质网排列混乱等。以上结果表明,γ辐照对胚胎卵黄吸收有抑制作用,并呈一定的剂量依赖性,胚胎肝脏的发育形态在显微及亚显微结构上都发生了改变。

关键词：斑马鱼胚胎 γ辐照形态学生物标志物

Klebsiella aerogenes的胞外聚合物产量优化及其对碳酸钙晶型的调控作用

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中南大学学报（自然科学版） 2023年第11期54卷 4238-4249页

作者：胡南姚顺超李艾书朱家华段重达李广悦杨志辉丁德馨南华大学铀矿冶生物技术国防重点学科实验室湖南衡阳421001 中南大学冶金与环境学院湖南长沙410083

通过响应面法确定产气克雷伯氏杆菌(Klebsiella aerogenes)产胞外聚合物(EPS)的最优培养条件,并开展EPS质量浓度对Klebsiella aerogenes诱导形成碳酸钙晶型影响的试验研究。研究结果表明,相较于pH和接种量,培养时间和温度对菌株EPS产量... 详细信息

通过响应面法确定产气克雷伯氏杆菌(Klebsiella aerogenes)产胞外聚合物(EPS)的最优培养条件,并开展EPS质量浓度对Klebsiella aerogenes诱导形成碳酸钙晶型影响的试验研究。研究结果表明,相较于pH和接种量,培养时间和温度对菌株EPS产量的影响更为显著,EPS最优培养条件如下:培养时间为4.64 d、培养温度为28.35℃、接种量为2.97%、pH=7.69,在此条件下,EPS的产量可达210.24 mg/L;当添加的EPS质量浓度从0 g/L增加到1.0 g/L时,方解石的质量分数从27.1%提高至98.3%,球霰石的质量分数从72.9%下降至1.7%,表明EPS能有效促进方解石的形成并抑制球霰石的形成;EPS中带负电荷的官能团可以吸附溶液中Ca~(2+),使得溶液中Ca~(2+)浓度减小、过饱和度降低从而促进方解石型碳酸钙晶体的生成。可以通过EPS来调控Klebsiella aerogenes诱导形成方解石和球霰石的质量分数,强化碳酸钙晶体向热力学稳定的方解石型碳酸钙转化,这为提高微生物诱导碳酸钙沉淀形成的固化体的力学强度提供了新的思路。

关键词： Klebsiella aerogenes 胞外聚合物微生物诱导碳酸钙沉淀晶型调控

聚吡咯改性电极强化MFC驱动铀污染土壤的电动修复研究

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环境工程 2023年

作者：王永东袁野刘欣媛李梦婷刘骞王津华马建洪南华大学资源环境与安全工程学院南华大学铀矿冶生物技术国防重点学科实验室.

为探究聚吡咯(PPy)改性电极强化微生物燃料电池(MFC)驱动铀污染土壤的电动修复研究，利用PPy对碳毡电极进行改性，研究不同比例PPy改性电极对MFC的产电性能及其驱动铀污染土壤电动修复效果的影响。结果表明，PPy改性电极增强了MFC的产... 详细信息

为探究聚吡咯(PPy)改性电极强化微生物燃料电池(MFC)驱动铀污染土壤的电动修复研究，利用PPy对碳毡电极进行改性，研究不同比例PPy改性电极对MFC的产电性能及其驱动铀污染土壤电动修复效果的影响。结果表明，PPy改性电极增强了MFC的产电性能，CP100最大电压164 mV，最大功率密度18.92 mW/m2，比原始碳毡电极分别提升29.13%和43.12%；PPy作为MFC阴极增强了土壤中铀的去除效果，其中CP50相较于原始碳毡电极铀的吸附率提升约13倍；以MFC作为电源能够有效驱动土壤中的铀从阳极向阴极的迁移，其中CP50实验组近阳极区域土壤中铀的最大去除率高达56.42%。综上所述，PPy改性电极对微生物燃料电池的产电能力和铀的去除均具有明显的强化作用。

关键词：电动修复微生物燃料电池聚吡咯土壤污染铀

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满江红对不同形态铀的吸附行为

环境科学学报 2017年第10期37卷 3713-3719页

作者：谭煜健胡南张辉胡劲松黄新伟丁德馨南华大学铀矿冶生物技术国防重点学科实验室衡阳421001

首先采用Visual MINTEQ 3.1软件模拟了不同pH及不同浓度的碳酸盐或磷酸盐溶液中不同形态铀所占的比例;随后根据模拟结果,配制了5种分别含有UO_2^(2+)、(UO_2)_3(OH)_5^+、UO_2(OH)_3^-、UO_2(CO_3)_3^(4-)和UO_2PO_4^-的铀溶液;最后通... 详细信息

首先采用Visual MINTEQ 3.1软件模拟了不同pH及不同浓度的碳酸盐或磷酸盐溶液中不同形态铀所占的比例;随后根据模拟结果,配制了5种分别含有UO_2^(2+)、(UO_2)_3(OH)_5^+、UO_2(OH)_3^-、UO_2(CO_3)_3^(4-)和UO_2PO_4^-的铀溶液;最后通过水培实验研究了满江红对这5种不同形态铀的吸附行为.结果表明,这5种不同形态铀对满江红的生长抑制率有显著差异,UO_2^(2+)、(UO_2)_3(OH)_5^+、UO_2(OH)_3^-及UO_2(CO_3)_3^(4-)均能抑制满江红的生长,其中,UO_2^(2+)对满江红的生长抑制率最高,而UO_2PO_4^-则可以促进满江红的生长,但满江红对UO_2^(2+)和(UO_2)_3(OH)_5^+的吸附效率相对较高.当溶液中铀的浓度为2 mg·L^(-1)时,UO_2^(2+)对满江红的富集量和富集系数分别达到了3831 mg·kg^(-1)和1916,(UO_2)_3(OH)_5^+对满江红的富集量和富集系数分别达到了3057 mg·kg^(-1)和1529.可见,要提高满江红对水中铀的去除率和富集量,应将溶液中铀的形态调控为以UO_2^(2+)或(UO_2)_3(OH)_5^+为主,同时要降低溶液中碳酸盐和磷酸盐的含量.

关键词：铀形态满江红生长抑制率吸附行为

还原功能微生物群落修复酸法地浸采铀矿山退役采区地下水

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中国有色金属学报 2022年

作者：胡南刘晶晶马建洪张琪张辉戴仲然丁德馨南华大学铀矿冶生物技术国防重点学科实验室南华大学极贫铀资源绿色开发技术湖南省重点实验室

通过添加乙醇激活并富集出富含还原功能微生物群落的沉积物，再将该沉积物添加至新疆酸法地浸采铀矿山退役采区地下水-岩芯样微模型中，监测了pH、铀、硝酸根、硫酸根、微生物群落结构、铀的价态、结合形态等参数的变化。结果显示，微...

通过添加乙醇激活并富集出富含还原功能微生物群落的沉积物，再将该沉积物添加至新疆酸法地浸采铀矿山退役采区地下水-岩芯样微模型中，监测了pH、铀、硝酸根、硫酸根、微生物群落结构、铀的价态、结合形态等参数的变化。结果显示，微模型中地下水的pH值在15 d时升高至5.5，铀和硝酸根的浓度分别降至0.039和16.17 mg/L；60 d时硫酸根浓度降至107.31 mg/L，均达到了相关国家排放标准。机理研究表明，60 d时，地下水-岩芯样微模型中可还原U(Ⅵ)的功能微生物丰度高达75%，地下水中2/3的U(VI)被微生物群落还原为U(IV)；在微生物群落的作用下，40.35%不稳定结合形态的铀转化为稳定结合形态。本研究表明采用还原功能微生物群落修复酸法地浸采铀矿山退役采区地下水是一种具有潜在应用前景的修复方法。

关键词：

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铀矿堆浸对流−弥散−反应耦合动力学模型

中国有色金属学报 2022年第4期32卷 1142-1151页

作者：刘玉龙扶海鹰叶勇军胡南李广悦丁德馨南华大学铀矿冶生物技术国防重点学科实验室衡阳421001 中广核铀业发展有限公司北京100029

铀矿堆浸过程中铀的浸出是溶浸液在多孔介质中对流、弥散以及反应耦合作用的结果。首先采用理论分析和数学建模的方法建立了铀矿堆浸对流−弥散−反应耦合动力学模型,然后采用有限元法对该动力学模型进行解算,最后采用铀矿柱浸试验对解算... 详细信息

铀矿堆浸过程中铀的浸出是溶浸液在多孔介质中对流、弥散以及反应耦合作用的结果。首先采用理论分析和数学建模的方法建立了铀矿堆浸对流−弥散−反应耦合动力学模型,然后采用有限元法对该动力学模型进行解算,最后采用铀矿柱浸试验对解算结果进行了验证。结果表明:所建立的铀矿堆浸对流−弥散−反应耦合动力学模型能反映浸出柱中主要特征变量的变化,同时可以表征浸出柱不同深度处溶浸液和铀的浓度、各粒级铀矿石的浸出率、各粒级铀矿石缩核随时间的分布,因而能准确预测浸出柱铀矿石的浸出率。因此,该对流−弥散−反应耦合动力学模型可用于铀矿堆浸铀浸出率的预测及工艺参数的调控。

关键词：铀矿堆浸对流弥散反应耦合动力学模型柱浸

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铀矿浸出试验柱不同高度上铀金属浸出的规律

中南大学学报（自然科学版） 2014年第6期45卷 1766-1771页

作者：扶海鹰丁德馨叶勇军李广悦宋键斌胡南王永东南华大学铀矿冶生物技术国防重点学科实验室湖南衡阳421001

针对铀矿堆浸生产中矿堆不同高度上的铀金属浸出存在的延迟现象,采用理论分析和室内柱浸试验研究铀矿浸出试验柱不同高度上铀金属浸出的规律。理论分析将铀矿浸出试验柱沿柱高划分为若干个高度足够小且相等的单元体,使其中单个铀矿石颗... 详细信息

针对铀矿堆浸生产中矿堆不同高度上的铀金属浸出存在的延迟现象,采用理论分析和室内柱浸试验研究铀矿浸出试验柱不同高度上铀金属浸出的规律。理论分析将铀矿浸出试验柱沿柱高划分为若干个高度足够小且相等的单元体,使其中单个铀矿石颗粒的浸出符合收缩未反应核扩散控制系统模型,且任意1个单元体内所有铀矿石颗粒反应均匀,不存在延迟现象,进而以1个单元体为目标,根据溶浸剂质量守恒原理,并考虑初始溶浸剂浓度的变化,建立铀矿浸出试验柱不同高度上铀金属浸出的数学模型。采用颗粒半径为2.5 mm的铀矿石进行串联柱浸试验。然后,采用数学模型对柱浸试验结果进行计算,并将模型计算结果与柱浸试验结果进行比较。研究结果表明:试验柱不同高度上铀金属浸出率存在较大差别,且模型计算值与柱浸试验值具有相同的变化趋势,表明该数学模型能较好地反映铀矿浸出试验柱不同高度上铀金属浸出的延迟规律,可为预测铀矿堆浸不同高度上的浸出率提供重要参考。

关键词：铀矿柱浸堆浸数学模型浸出率