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用白蘿卜吸附土壤中鈾的試驗研究

文檔作者：朱業安1’2，周佳瑋1’2，黃德娟2，于勝蘭2，黃德超2，唐旭銀2 ( 文檔來源： 1．放射性地質與勘探技術國防重點學科實驗室 2．東華理工大學化學生物與材料科學學院		點擊數：	更新時間： 2025年10月05日
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第35卷第5期(總第149期)
2016年10月
濕法冶金
Hydrometallurgy of China
V01．35 No．5(Sum．149)
Oct．2016
用白蘿卜吸附土壤中鈾的試驗研究
朱業安1’2，周佳瑋1’2，黃德娟2，于勝蘭2，黃德超2，唐旭銀2
(1．放射性地質與勘探技術國防重點學科實驗室，江西南昌330013；
2．東華理工大學化學生物與材料科學學院，江西南昌330013)
摘要：以南方某鈾礦山水冶廠、尾礦壩及礦井周邊土壤放射性核素實測值為基礎數據，選取白蘿卜作試驗樣
本，考察不同條件下白蘿卜對鈾的富集能力；同時，通過向土壤中添加具有不同羧基基團的醋酸、草酸和檸檬
酸改良劑，考察有機酸對白蘿卜螯合鈾的影響。結果表明：在土壤pH為5．2、土壤中鈾質量分數為280．0
mg／kg、添加20 mmol／kg檸檬酸改良劑條件下，白蘿卜對鈾的富集能力最佳；檸檬酸改良后的土壤中，白蘿卜
對鈾的富集能力是空白對照組的51．45倍。該結果可為鈾礦區污染土壤的生態修復提供參考依據。
關鍵詞：白蘿卜；土壤；鈾；富集
中圖分類號：TL212 文獻標志碼：A 文章編號：1009—2617(2016)05—0447—04
DOI：10．13355／j．cnki．styi．2016．05．019
近年來，隨著植物源修復技術的不斷發展，用
植物吸附土壤、水、空氣中的重金屬及有機化合物
的研究受到廣泛關注[1≈]。限制植物富集能力的
主要因素是重金屬及放射性核素在土壤中的溶解
度，因此，提高重金屬及放射性核素在土壤中的溶
解度，以增強植物對其吸附能力的研究對污染土
壤的修復有重要意義[3’4]。
蘿卜(raphanus sativus linn)別名萊菔，屬罌
粟目十字花科植物，具有生長能力強、成熟時間
短、產量高等特點[5]。白蘿卜在我國栽培歷史悠
久，分布范圍廣，南北方均可生長，一年四季都可
種植。白蘿卜在南方地區種植十分普遍，產量大，
生長周期短。研究發現，白蘿卜中含有能抗輻射、
抗氧化的季銨鹽生物堿——芥子堿，芥子堿使白
蘿卜具有一定富集鈾的能力，富集系數達0．119。
試驗研究了在土壤中添加改良劑，考察白蘿卜從
改良后土壤中吸附鈾的能力，以期為受放射性核
素污染的土壤的生態修復提供技術參考。
1試驗方法
1．1試驗方案
設計3組試驗方案，并以南方某鈾礦區土壤
中鈾測定數據為依據，通過向土壤中添加具有一
定濃度梯度的放射性核素鈾，考察白蘿卜從土壤
中富集鈾的能力。試驗方案見表1～3，其中空白
樣本6組，對比樣本各9組，每組選用相同型號的
花盆，土壤質量5 kg，花盆上口徑220 mm、下口
徑180 mm、高度190 mm。白蘿卜為生長周期
60～80 d的春蘿卜。
表1 白蘿卜對鈾的富集能力與土壤中
鈾質量分數之間的關系
空白
土壤中鈾質量分數／(mg·kg_1)
To
表2白蘿卜對鈾的富集能力與不同土壤改良劑
之間的關系
表3 白蘿卜對鈾的富集能力與不同土壤pH
之間的關系
收稿日期：2016—01—06
基金項目：國家自然科學基金資助項目(41361088)；科技部國際合作項目(2015DFR61020)；江西省教育廳科技項目(GJJl3473)；國
防重點學科實驗室開放基金項目(2011RGET08)；東華理工大學校長基金理工類項目(DHXK201405)。
第一作者簡介：朱業安(1989一)，江西九江人，碩士，助教，主要研究方向為環境分析化學。
萬方數據
·448· 濕法冶金2016年10月
向盆內土壤中加入含鈾溶液，平衡7 d后播
種白蘿卜，30 d后分別添加檸檬酸(C。H。O。)、草
酸(Cz HzO；)、醋酸(C。H。O，)作為土壤改良劑，在
蘿b生長過程中，定期向每個盆中加入適量水和
液態化肥，用以維持土壤濕度及蘿卜生長所需
營養。
1．2試驗方法
白蘿b栽培70 d后收割。收割后的白蘿卜
經洗滌、烘干、粉碎、炭化、灰化、煅燒等預處理，再
用鹽酸、過氧化氫、磷酸在200℃恒溫電熱板上加
熱分解，通過亞鈦還原釩酸銨滴定法‘63測定白蘿
卜中富集的鈾的質量分數。
2試驗結果與討論
2．1土壤中鈾質量分數對白蘿卜富集鈾能力的
影響
表4為土壤中不同鈾質量分數對白蘿卜富集
鈾能力的影響試驗結果。
表4鈾質量分數對白蘿卜富集鈾的影響
由表4看出：隨土壤中鈾質量分數增大，白蘿
b對鈾的吸附量提高；鈾質量分數達到560．0
mg／kg(T。組)時，白蘿卜對鈾的吸附量達11．493
mg／kg；T：組中，白蘿卜對鈾的富集及轉移系數
最大；但鈾質量分數繼續增大，富集系數和轉移系
數反而下降口唱]。
2．2 土壤改良劑對白蘿卜富集鈾能力的影響
土壤中加入具有不同羧基基團的有機酸試劑
可以改變土壤的酸堿性，對白蘿b富集鈾有一定
影響[9]。盆內土壤中添加等濃度(20 mmol／kg)
檸檬酸、草酸、醋酸，并與不加改良劑的空白對照
組進行對比，3種有機酸土壤改良劑對白蘿卜富
集鈾的影響見表5。可以看出：土壤改良劑的加
入可有效提高白蘿卜對鈾的富集能力，3種土壤
改良劑中檸檬酸的效果最佳，可使白蘿卜對鈾的
富集系數提高至空白對照組的51．45倍；白蘿卜
不同部位的鈾質量分數差異較大；添加草酸和醋
酸改良劑幾乎無助于鈾的轉移，而添加檸檬酸改
良劑后，鈾的轉移系數達對照組的1．86倍。
表5土壤改良劑對白蘿卜富集鈾的影響
萬方數據
第35卷第5期朱業安，等：用白蘿卜吸附土壤中鈾的試驗研究·449·
2．3土壤pH對白蘿卜富集鈾能力的影響
檸檬酸改良后土壤的pH對白蘿卜富集鈾能
力的影響試驗結果見表6。可以看出：改良后土
壤pH為5．2時，白蘿卜對鈾的吸附量最高，為
323．734 mg／kg，富集系數最大，為4．116。
表6檸檬酸改良后的土壤pli對白蘿卜富集鈾的影響
3 結論
試驗結果表明，土壤pH、鈾質量分數及有機
酸的存在都對白蘿卜吸附鈾有影響。土壤中鈾質
量分數為280．0 mg／kg時，白蘿卜對鈾有明顯的
富集作用，而用檸檬酸改性土壤后，當土壤pH為
5．2時，白蘿卜對鈾的吸附能力得到顯著提高，其
吸附機制可能是羧基螯合鈾形成了穩定的螯合物，
檸檬酸中羧基螯合基團較多，所以對鈾的螯合能力
更強。目前，這種方法對鈾污染較重的鈾礦區、尾
礦壩等地段的凈化修復較為適用，對急需改良的被
鈾污染的土壤可以起到迅速降低鈾含量的作用。
土壤中加入檸檬酸后，隨植物培養時間延長，
土壤pH會升高，對檸檬酸的酸化效果有一定鈍
化作用[10|，且檸檬酸能促進植物對磷素的吸收，
在栽培植物收割后，添加一些堿性肥料(如草木
灰、火燒土等)[1¨，可進一步弱化檸檬酸對土壤的
酸化作用。用植物吸附富集土壤中的放射性核
素，能夠在較短時間內實現土壤凈化修復，此法簡
單、高效，可作為今后鈾礦山周圍受污染土壤的凈
化修復的有效手段之一。
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萬方數據
‘450。濕法冶金2016年10月=================；=========================一：
Research on Adsorbing of Uranium in Modified Soil Using Raphanus Sativus Linn
ZHU Yeanl“，ZHOU Jiaweil一，HUANG Dejuan2，YU Shenglan2。
HUANG Decha02，TANG Xuyin2
(1．Key Laboratory for Radioactive Geology and Exploration Technology，Fundame以tal
Science for National Defense，Nanchang 33001 3，China；
2·School of Chemistry，Biology and Materials Science，East China University of Technology，
Nanchang 33001 3，China)
Abstract：Based on the radionuclide content in soil around the hydrometallurgical mill，tailings dam，
uranium mine in the south of China，the raphanus sativus linn was used to adsorb uranium．The effects
of different uranium amounts and soil pH on adsorption of uranium by the raphanus sativus linn were
examined．The effects of organic acids with different carboxyl，for example，acetate，oxalic acid and
citric acid，on uranium chelation were investigated．The results show that the optimal conditions for
adsorption uranium in soil using raphanus sativus linn are that the soil pH is 5．2，the amounts of
uranium in soil is 280．0 mg／kg，and adding citric acid as modifier(20 mmol／kg)．The results show that
the enrichment capability of raphanus sativus linn for uranium from the modified soil bv citric acid is
51．45 times more than the comparison group．The results provides a alternative method for ecological
environment restoration of contaminated soil around the mining area．
Key words：raphanus sativus linn；soil；uranium；enrichment

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