本文作者：徐磊 錢建平 唐專武 單位：桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院

鈾礦廢渣石的特點

我國鈾礦床成礦時代從古生代、中生代到新生代，以中生代為主，跨度大。在空間上，我國鈾礦資源分布不均衡。我國鈾礦主要分布在華東、華中、華南地區(qū)，占總數(shù)的８０％左右（表１）。目前，我國已經(jīng)在２３個省（區(qū)）發(fā)現(xiàn)鈾礦床，但主要集中分布在贛、湘、粵、桂四省（區(qū)）資源為富。從它們在我國的分布情況上看，７０％～８０％左右在潮濕多雨的山區(qū)和丘陵地帶。大部分鈾礦床所在地區(qū)為典型的溫帶季風(fēng)氣候和亞熱帶季風(fēng)氣候。這些地區(qū)人口稠密，可達２００～４００人／ｋｍ２；氣溫高，年平均氣溫可達１４℃～２０℃；雨量充沛，年平均降雨量可達１２００～２０００ｍｍ；而且這些鈾礦床產(chǎn)生的廢渣石大多數(shù)都堆積在山村農(nóng)田周圍，長期經(jīng)受風(fēng)蝕雨淋，大量的流失，對周圍人民的生活，以及江河湖泊、農(nóng)田等都帶來了不同程度的污染。此外，我國鈾礦床規(guī)模偏小，厚度較薄，品位較低，礦床水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜［７］，使得鈾礦開采過程中產(chǎn)生大量“三廢”。鈾礦廢渣石中放射性核素含量高，要比本底巖石高幾個數(shù)量級（表２）。鈾礦廢渣石含有鈾系一系列衰變子體，幾乎９９％以上的２３０Ｔｈ及２２６Ｒａ等放射性核元素都集中在尾礦中［８］。如２３８Ｕ的半衰期為４．７×１０９ａ，２３０Ｔｈ的半衰期為２．７×１０４ａ，２２６Ｒａ半衰期為１６０２ａ。它們將分別長期衰變釋放氡及短壽命氡子體ＲａＡ、ＲａＢ、ＲａＣ、ＲａＣ′、ＲａＣ″以及長壽命氡子體２１０Ｐｂ、２１０Ｂｉ和２１０Ｐｏ［６］。這些元素長期釋放的氡的子體，構(gòu)成了長期輻射的潛在危害。

鈾礦開采過程產(chǎn)生的廢渣石含有一定量的鈾、釷和鐳，在山洪沖刷和風(fēng)化的作用下，廢渣石中放射性元素及有害物質(zhì)不斷的淋浸和析出，污染范圍不斷的擴大［１０］。同時，鈾礦廢渣石中除了存在放射性危害外，還存在非放射性危害。廢渣石中含有的重金屬如錳、鎘、鋅、銅、汞、有機物和酸性物質(zhì)，它們隨著廢水和廢渣的流失，將對地表水、地下水、農(nóng)田、土壤等造成一定的污染。我國大部分鈾礦所在地區(qū)屬于濕潤、地下水豐富地區(qū)，其鈾礦山廢水排放量較大。由于廢石堆中常含較豐富的硫化物和重金屬元素，硫化物的風(fēng)化導(dǎo)致孔隙水和地下水的酸化，從而加速放射性核素和重金屬的釋放。因此，廢石堆浸出液通常是富含放射性核素和重金屬的酸性水。與一般礦山不同，鈾礦山廢水污染的一個重要特征是，除含有鎘、錳、鋅、砷、鎂和硫酸根等有害有毒物質(zhì)外，還含有鈾和鐳等放射性元素。鈾廢渣石產(chǎn)生的廢水，不僅影響礦區(qū)的水質(zhì)，還影響著礦區(qū)的植物、農(nóng)田和土壤，而且也不利于居民的身體健康。

鈾礦廢渣石的治理方法

與鈾礦廢渣石有關(guān)的典型環(huán)境問題，就是氡的析出。鈾礦廢渣石中所產(chǎn)生的氡，可大量的通過遷移而進入大氣中。鈾礦廢渣石中含有２３８Ｕ、２３４Ｕ、２３０Ｔｈ、２２６Ｒａ、２２２Ｒｎ等放射性元素，這會對周圍人民造成一定的輻射，對周圍的環(huán)境造成污染。對這些廢渣石的治理，通常都是運用覆蓋法。即將粘土、黃土、石塊、水泥等覆蓋在廢渣石上，以降低氡的析出。通過用不同覆蓋材料進行了對氡的屏蔽效果試驗［１２］。紅土覆蓋法是將紅土作為覆蓋來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的黃土、混凝土等。對比表５與表６的分析結(jié)果可以看出，混凝土與瀝青的降氡效果是最好的，但混凝土、瀝青等材料的價格昂貴，而且不利于植被綠化及長期穩(wěn)定廢石堆。黃土與紅土的效果是一樣的，但根據(jù)我國鈾礦主要分布在南方的特點，紅土是我國南部地區(qū)的主要土壤，可以就地取材，很容易得到，而且價格低廉，施工也相對簡單。有一定的厚度的覆蓋層，可有效屏蔽輻射并減少氡的析出率，并且可以在覆土上進行綠化以及長期穩(wěn)定廢石堆。

近幾年，含磷物質(zhì)作為一種廉價有效的重金屬污染修復(fù)劑而被應(yīng)用于土壤修復(fù)。鈾礦廢渣石污染土壤的營養(yǎng)貧乏，重金屬鈾、鎘、鋅和鉛的含量高，對植物的生長有抑制作用。但在該土壤中添加磷可以促進植物生長。添加１０ｇ／ｋｇ磷酸氫二銨，使礦區(qū)土壤鉛、鋅、鎘的有效濃度下降９８．９％、９５．８％和９４．６％［１４］。添加磷，使鉛、銅和鋅殘渣態(tài)增加５３％、１３％和１５％［１５］。鈾與磷可結(jié)合生成磷酸雙氧鈾沉淀，降低其生物有效性［１６］。添加磷，促使鎘、鋅與磷形成難溶性的絡(luò)合物［１７］。我國磷礦儲量居世界第二位，是一種廉價有效的重金屬污染土壤修復(fù)劑［１８］。應(yīng)用含磷物質(zhì)修復(fù)土壤重金屬污染的研究，對充分利用我國磷礦資源，對我國重金屬環(huán)境污染的有效治理具有重要的意義。

植物修復(fù)法是利用植物對土壤中重金屬的吸收和富集作用，以減少土壤中重金屬的含量，具有費用低、重金屬再循環(huán)好、對修復(fù)場地的破壞小等優(yōu)點。對于鈾礦重金屬污染的土壤修復(fù)的植物主要有超富集植物。目前國外已發(fā)現(xiàn)，菜豆、白菜、向日葵以及印度芥菜等對Ｕ有富集作用（表７），但已發(fā)現(xiàn)的富集植物種數(shù)較少。因此，尋找和篩選更多的鈾富集或超富集本土植物，是提高修復(fù)效率的物質(zhì)基礎(chǔ)。我國最近幾年也開始對植物修復(fù)鈾礦污染進行了大范圍的研究。超富集植物主要是指那些對某些重金屬具有特別的吸收能力，而本身不受毒害的植物種或基因型［２０］。唐麗等［２１］以十字花科、錦葵科、菊科共１０種植物為研究材料，用ＵＯ２（ＮＯ３）２•６Ｈ２Ｏ配置鈾濃度為１００ｍｇ／ｋｇ的土壤作為培養(yǎng)基，培養(yǎng)５５ｄ后發(fā)現(xiàn)，特選榨菜地上部分鈾含量最高１１１５ｍｇ／ｋｇ（干重），所以得出特選榨菜適合作為鈾超累積植物進行植物修復(fù)。在鈾礦廢渣石上面種植植物前，需要盡力改變某些不利的因素，應(yīng)根據(jù)不同的自然環(huán)境栽種耐旱、易活、耐酸堿的植物。種植的植物如果是樹木的話，要注意樹木的枯死和老化，以免樹木連根拔起，導(dǎo)致覆蓋層破壞。種植的植被不是樹而是草的話，就可以減少這種事情的發(fā)生，因為樹的根部會破壞覆蓋層，使氡有機會擴散。

結(jié)論

鈾礦廢渣石的環(huán)境治理，是一項關(guān)系到環(huán)境保護和人民健康的大事。應(yīng)該采取適宜的方案，根據(jù)實際情況與地理情況，進行紅土覆蓋法、添加含磷物質(zhì)修復(fù)法和植物修復(fù)等方法。根據(jù)實際情況與地理情況，進行紅土覆蓋法、添加含磷物質(zhì)修復(fù)法和植物修復(fù)等方法。鈾礦廢渣石不僅占用了大量的土地，還對土壤和水資源造成污染。紅土覆蓋法是針對我國地質(zhì)土壤特點，就地取材，既減少了花銷，又能有效的代替?zhèn)鹘y(tǒng)的黃土覆蓋法，減少了氡的析出率。含磷物質(zhì)是一種廉價有效的重金屬污染土壤修復(fù)劑。通過對土壤添加含磷物質(zhì)，既能促進植物的生長，又能有效的對被污染的土壤進行治理。植物修復(fù)則是操作比較簡單，成本低，又能美化環(huán)境。采用這些新技術(shù)、新方法，既能提高資源利用率，降低環(huán)境治理的成本，又能保護環(huán)境，對我國鈾礦工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。應(yīng)該指出，鈾礦山污染是一個系統(tǒng)，要立足礦山尾礦—水體—土壤—植物系統(tǒng)進行綜合治理方能取得良好的效果［２２］。