铀矿酸法地浸采矿后,含矿含水层的地下水会受到酸、放射性核素以及多种重金属元素的严重污染。因此,在对溶浸场地下水环境进行修复治理过程中,如何使受污染的含水层得以有效净化,是目前地浸采铀工程中亟待解决的关键问题之一。基于乳化油、纳米零价铁和胶体氢氧化镁能够缓释碳源、电子供体和OH^-的特性,本文采用液相还原法、湿法制备乳化纳米零价铁/胶体Mg(OH)₂双功能缓释剂,研究其去除溶液中U(Ⅵ)的效能与内在机制。研究结果对乳化纳米零价铁/胶体Mg(OH)₂复合材料(ENZVI-CM复合材料)作为化学屏障活性材料,运用原位反应带技术修复地浸铀矿地下水具有重要理论意义和工程应用价值,同时为后续实际场地工程参数设计提供依据。本文利用SEM-EDS、XRD、Zeta电位、XPS等表征手段研究了ENZVI-CM复合材料与U(Ⅵ)反应前后形貌及物质组成变化。通过静态实验法研究了ENZVI-CM复合材料对溶液中U(Ⅵ)的去除性能。基于实验结果,通过建立吸附动力学模型、还原动力学模型、热力学模型和等温吸附模型,探究了ENZVI-CM复合材料与U(Ⅵ)的作用机理;并通过一维模拟柱法和数值模拟法研究了ENZVI-CM复合材料在饱和多孔介质中的迁移性能。主要研究结论如下:(1)ENZVI-CM复合材料与U(Ⅵ)反应前后表征结果表明:ENZVI-MC材料相比与ENZVI材料,其粒径更小、分散性更好、稳定性更高、等电位点更低。反应前,材料主要成分为Fe~0和Mg(OH)₂,存在少量Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)。反应后,材料中Fe~0被氧化成了铁的(氢)氧化物且材料出现U(Ⅵ)和U(Ⅳ)元素,表明U(Ⅵ)被材料以吸附、还原和共沉淀三种形式固定下来。(2)静态实验结果表明:m_(ENZVI):m_(CM)=2:1,在p H=4.0、固液比为0.4 g/L、t=120 min、T=25℃下,ENZVI-CM复合材料对10 mg/L的U(Ⅵ)溶液去除率为97.73%,去除量为24.18 mg/g。(3)还原、吸附动力学模型和等温吸附模型拟合结果表明:ENZVI-CM复合材料与溶液中U(Ⅵ)的反应过程符合准一级还原动力学规律,U(Ⅵ)去除过程中存在还原反应。吸附过程符合准二级吸附动力学模型和Langmuir等温吸附模型,反应是自发吸热熵增,吸附为物理吸附和化学吸附共存的非均相的单分子层吸附。(4)动态柱实验结果表明:ENZVI-CM-IRZ柱原位修复铀污染土壤和地下水的持续作用时间长,U(Ⅵ)难穿透动态柱,表明U(Ⅵ)被ENZVI-CM复合材料固定在了原位反应带中。Yoon-Nelson模型的半数穿透率理论值与实验值基本吻合。Thomas模型较为准确的预测了ENZVI-CM复合材料的最大吸附容量。动态柱实验解吸结果表明,U(Ⅵ)和Mg(Ⅱ)的迁移能力较强,ENZVI-CM复合材料中的ENZVI材料稳定性较好,而MC材料的稳定性较差。