放射性核素环境污染是核能利用中重要的问题。放射性核素与环境介质的作用以及在环境中的化学形态和微观结构,对评价放射性核素对环境污染和人类健康具有重要的意义。本项目主要利用静态法和同步辐射技术(EXAFS)研究平衡时间和腐殖酸对放射性核素Eu(III)和Ni(II)在氧化物和膨润土上的吸附、微观结构和化学形态的影响,阐明Eu(III)和Ni(II)在氧化物和膨润土上的吸附性质和机理,给出分子水平上的化学形态随时间的变化关系,揭示放射性核素在氧化物和膨润土上的吸附性质和时间、腐殖酸的相互关系和规律。研究结果对于分析放射性核素在环境中的化学行为,评价放射性核素对环境的潜在污染,具有重要的科学价值和意义。
radionuclides;oxides;bentonite;sorption;microstructure
本项目主要利用静态法和同步辐射技术(EXAFS),研究了平衡时间和腐殖酸对放射性核素Eu(III)和Ni(II)在我国高庙子膨润土和氧化物上的吸附、微观结构和化学形态的影响。阐明了Eu(III)和Ni(II)在膨润土和氧化物上的吸附性质和机理。从分子、原子水平上,给出了吸附在固体界面上的化学种态随时间的变化关系,揭示了放射性核素在膨润土和氧化物上的吸附性质和时间、腐殖酸的相互关系和规律。利用FITEQL 软件对吸附数据进行理论计算和数值模拟,以及利用计算化学从理论上对放射性核素在粘土矿物和纳米材料上的吸附形态和相互作用机理进行理论计算,并与EXAFS 分析结果进行对比。分析不同环境条件下放射性核素在环境中的化学行为,评价放射性核素对环境污染和人类健康的潜在威胁。 在项目的支持下,在国际重要学术期刊Environ. Sci. Technol., Geochim. Cosmochim. Acta, Chem. Sci., ACS Nano,Chem. Commun., Water Res., J. Mater. Chem., ACS Appl. Mater.,J. Colloid Interface Sci.等国际著名学术刊物上发表论文40多篇。3 篇论文分别被评为2010年和2011年最具影响百篇国际学术论文,多篇论文被选为封面,并被ACS 作为图片研究亮点报道。培养博士生6名,其中2人获中科院院长特别奖,4人获中科院院长优秀奖。1 篇博士学位论文被评为2013 年中科院优秀博士学位论文。项目负责人2012年获国家杰出青年基金。“重金属离子和放射性核素在环境中化学行为和污染治理研究”获得2013安徽省科学技术奖一等奖(自然科学类)。