铀尾矿库尾矿砂大气迁移及污染控制研究

铀尾矿砂作为尾矿库主要污染物之一，具有微小颗粒物的毒副作用和放射性辐射影响的双重危害，其迁移过程导致周边土壤、水源和居民环境受到污染，危害远远大于铀尾矿库区。居民人身健康与城区大气环境品质息息相关，而工业场区扬尘对大气环境污染做出重要贡献，因此譬如铀尾矿库此类大型裸露工业场所运行期间扬尘污染现象亟待解决。本文考虑到大尺度空间从事实验研究的困难性，采用数值方法并依托国家自然科学基金项目—“铀尾矿土壤-植被-大气系统放射性核素大气扩散耦合模式及数值模拟”(项目编号：11075072)，开展了以下研究内容：（1）建立铀尾矿库尾矿砂大气迁移数值预测模型。应用数值方法，根据典型铀尾矿库的地理环境和气象特征，确定大气风场入口边界条件，建立大气边界层风场数学模型；对铀尾矿库进行尘源和放射性污染物成分及含量分析，确定铀尾矿砂起尘诱因和粒度分布等内容。（2）基于离散相随机轨道模型，研究了两相流作用条件下放射性污染物的大气扩散过程。数值模拟不同粒径大小的放射性尾矿砂在平地型铀尾矿库和山地型铀尾矿库两种类型尾矿库中不同风速条件下的迁移规律和沉降特点。（3）数值模拟分铀尾矿库滩面植被的抑尘效果。针对典型铀尾矿库区植被种类和覆盖率情况，建立多孔介质简化模型，基于此模型数值模拟不同坝体滩面植被分布条件下尾矿砂的迁移和沉降情况，寻求最优植被抑尘模式。（4）数值模拟分析铀尾矿库滩面结构改造后抑尘效果。理论研究尾矿库坝体滩面的起尘机制，提出了通过滩面结构改造以达到抑尘目的的方法，假设多种滩面结构形式，建立铀尾矿库数值预测模型，模拟分析其流场及放射性尾矿砂浓度分布规律，指导工程应用。