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环境中广泛存在的胶体会显著影响放射性核素的环境行为。甘肃北山地区是我国高放废物处置库的重点预选区。因此,研究胶体对放射性核素在北山花岗岩介质中运移行为的影响,对于我国高放废物处置库的安全评价具有重要意义。本文选择针铁矿胶体(Gt)和胡敏酸(HA)作为环境中典型无机胶体和有机胶体的代表,研究了单一胶体(Gt和HA)及复合胶体(Gt–HA)的稳定性;通过柱实验系统研究了不同理化条件下(pH、离子强度、HA浓度、U(Ⅵ)浓度等)上述胶体和U(Ⅵ)在饱和花岗岩颗粒柱中的单独运移及共运移行为,并测定了流出液的特性变化(pH、zeta电位和粒径);利用双位点化学非平衡模型和双动力学位点模型分别拟合了U(Ⅵ)和胶体的运移结果,获取了不同体系的运移特性参数;结合流出液的特性变化以及DLVO和CFT理论计算,探讨了不同体系的运移机理。本文主要得到以下结论:(一)U(Ⅵ)的单独运移。U(Ⅵ)的单独运移行为主要受吸附/解吸作用、U(Ⅵ)的浓度和物种所控制。pH升高(5.0–6.6)U(Ⅵ)的运移被抑制,而pH=7.6时,U(Ⅵ)的运移又被促进。离子强度不影响U(Ⅵ)的运移;U(Ⅵ)的滞留随浓度降低而显著增强。(二)Gt和HA的单独运移。Gt的运移行为主要依赖于稳定性,pH和离子强度的增大会抑制Gt的运移,Gt在运移过程中可能与花岗岩表面的羟基(OH-)发生配体交换反应并可能存在尺寸排阻效应。HA的运移行为主要由电荷排阻效应和尺寸排阻效应决定,高pH有利于HA的解离和运移,而离子强度对HA的运移的影响不明显。(三)Gt和HA对U(Ⅵ)运移的影响。Gt和U(Ⅵ)的共运移对pH、离子强度和U(Ⅵ)浓度变化敏感。pH(5.0–6.6)和离子强度增大,Gt–U(Ⅵ)的稳定性降低,运移被抑制;而pH=7.6时,Gt–U(Ⅵ)表面电荷由正转负,运移又被促进。Gt显著促进低浓度U(Ⅵ)(2×10–6,2×10–7 M)的运移;而阻滞高浓度U(Ⅵ)(2×10–5 M)的运移。HA和U(Ⅵ)的共运移受pH和离子强度的影响较小。HA在高pH或低离子强度下对U(Ⅵ)略有促进作用,但由于HA与U(Ⅵ)的配位作用,U(Ⅵ)的回收率被降低。(四)复合胶体对U(Ⅵ)运移的影响。复合胶体存在时U(Ⅵ)的运移行为主要依赖于胶体的稳定性。升高pH或降低离子强度有利于U(Ⅵ)的运移。低浓度的HA(<5 mg/L)使复合胶体稳定性降低,从而阻滞U(Ⅵ)的运移。高浓度的HA(5–20 mg/L)使复合胶体表面电荷由正转负,增强了胶体稳定性,从而显著地促进U(Ⅵ)的运移。(五)模型拟合以及DLVO和CFT计算。双位点化学非平衡模型以及双动力学位点模型可以分别很好地拟合U(Ⅵ)以及胶体在饱和多孔介质中的运移数据。DLVO和CFT计算结果与实验现象吻合。