铀尾矿库通常采用石灰碱化处理,在外界环境作用下,已固定下来的活性铀易重新析出释放,穿透土壤屏障而威胁生态环境,因此铀污染土壤亟需有效的修复。本文选用壳聚糖(Chitosan,CTS)、凹凸棒土(Attapulgite,ATP)、还原铁粉(Zero-valent iron,ZVI)及羟基磷灰石(Hydroxyapatite,HAP)4种固定剂对铀尾矿库土壤中的铀进行固定化处理,采用逐级化学提取法分析了铀的赋存形态,研究了不同掺杂量和p H条件下固定剂对铀形态分布的影响,在此基础上通过毒性浸出试验(Toxicity Characteristic Leaching Procedure,TCLP)和静态释放试验,考察了固定剂对铀的固定效果及铀的浸出特性和释放潜力。同时,通过对HAP固定后的样品进行表征分析,探讨了其固定铀的机理。主要研究结论如下:(1)CTS、ATP和ZVI掺杂后主要促进可交换态(包括水溶态)铀向其他较稳定结合态铀转化,HAP掺杂显著提高了残渣态铀的含量。掺杂量为5%时各固定剂对铀形态转化影响最明显。CTS和ATP在p H=5时固定效果最好,ZVI和HAP在p H=4时转化为稳定态比例最大。4种固定剂固定铀的能力强弱依次为:HAP﹥ZVI﹥ATP﹥CTS。(2)TCLP毒性浸出试验结果表明,4种固定剂在掺杂量5%时,固定效果最佳。CTS增强了铀的活性,浸出量增加4%~23%;ATP提高了铀的固定量24%;ZVI减少了铀的浸出量达50%;HAP降低了铀的浸出量近80%,是铀尾矿库中铀稳定效果较好的一种固定剂。(3)静态释放试验结果表明,未掺杂固定剂时p H越低铀的释放量越大。HAP降低铀的释放量受p H影响显著,其中p H=3和p H=4条件下铀的释放量明显降低,而p H=5、6和7时铀的释放量较空白对照组有所增加。(4)扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)、傅里叶变换红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectrometer,FTIR)、X射线衍射(X-raydiffraction,XRD)以及形态变化分析显示,HAP在本研究中主要通过络合沉淀作用固定铀尾矿库土壤中的铀,使铀向稳定的残渣态转化,此外还存在离子交换、物理吸附和化学吸附作用。