本文通过对90Sr屏障回填土及添加剂的筛选实验，最终确定了屏障所需的回填土和添加剂。通过系列实验，得出了以下结论：优选出哨兵营TY29土样作为90Sr屏障的回填土,但是其不能满足地球化学屏障Kd>103 的要求，必须要寻求适宜的回填土添加剂；人造沸石是90Sr屏障回填土良好的添加剂,1%的添加量就会使回填土对90Sr的吸附比显著提高278倍；Na2CO3也可以做屏障回填土的添加剂，但其持久性不如人造沸石。

从图3-7，3-8可以看出：纯TY29进行静态实验时，在0.8天90Sr的吸附比只有11.78 ml/g，36天基本达到平衡，90Sr的吸附比为165.9 ml/g。加入Na2CO3后， 土样在0.8天时对90Sr的吸附比为165.9 ml/g，6.8天时90Sr的吸附比达到377 ml/g，此后增加的趋势变大，16.8天就已达到2085 ml/g，已经满足地球化学屏障回填材料的Kd>103 的要求，36天时达到9053 ml/g， 91天后90Sr的吸附比达到135870 ml/g以上，显然Na2CO3做屏障添加剂非常有利于对90Sr固定。从图3-9中可以看出：加入Mg(OH)2后，TY29土样在0.8天时对90Sr的吸附比只有4.3 ml/g，6.8天达到平衡时也只有4.8 ml/g，与纯土样相比，不仅没有增加回填土对90Sr的吸附效果，反而降低了90Sr的吸附比。因此,Mg(OH)2不适合作为90Sr屏障的添加剂。以Na2CO3这样的化学试剂为添加剂，短期内对90Sr有很好的吸附效果，但是其持久性不如人造沸石。因此，选择添加1%的人造沸石作为屏障回填土的添加剂。

屏障添加剂固定90Sr的机理探讨

上述实验结果显示，人造沸石、粗沸石和碳酸钠都会明显增强回填土对90Sr的吸附性能。对其机理探讨如下：

沸石族矿物吸附90Sr的机理探讨

沸石族矿物对90Sr有很好的吸附效果，主要是由沸石的结构特征[22]和物理性能决定的。沸石是呈架状结构的多孔性含水铝硅酸盐，主要由SiO2,Al2O3,H2O和碱土金属四部分组成。氧、硅、铝3种原子构成了三维空间结构，并形成一定大小和形状的空洞和孔道。由于铝氧四面体中Si2+被Al3+所替代导致的电荷不平衡，必须由碱金属或碱土金属离子来补偿，它们占据在沸石骨架结构的空洞和孔道的一定位置上。由于它们与沸石骨架联系较弱，具有很大活动性，可以参加离子交换而不改变沸石的晶体结构。因此沸石就具有主以下两个重要的物理性能有：①吸附性能：沸石晶体的大量孔穴和孔道，使沸石具有很大的比表面积，加上特殊的分子结构而形成的较大静电引力，使沸石具有相当大的应力场。当沸石内部的孔穴和孔道一旦有“空缺”时，沸石就会表现出对气体或液体具有很强的吸附能力；②阳离子交换性能：。沸石的阳离子交换性，是其重要性能之一沸石中的K+, Na+ , Ca2+等阳离子与结晶格架的结合并不很紧密，具有在水溶液中与其他阳离子进行可逆交换的性质。研究表明[23]，沸石的阳离子交换顺序为:Cs+>Rb+>NH4+>K+>Na+>Li+>Ba2+>Sr2+>Ca2+>Mg2+ ,这种交换能力的大小主要取决于其离子水合能的大小和离子电荷。水合半径小的离子更容易进入沸石格架进行离子交换。

通过系列实验，可以得出以下结论：

(1)根据土样的表面电荷分析结果，预选出大圆包的TY6、插秧沟源头的TY7、锄把沟的TY15、哨兵营的TY29、废物库的TY21五种负电荷发育的土样，作为Sr屏障回填土的备选土样；

(2)根据静态吸附实验的结果，优选出哨兵营灰褐色砂质粉土TY29作为90Sr屏障的回填土。但是该回填土不能满足地球化学屏障Kd>103 的要求，必须寻求适宜的回填土添加剂，使90Sr的吸附比增大到103; 

(3) 沸石族矿物能显著增强回填土对核素90Sr的吸附效果。回填土TY29中添加1%的人造沸石，其Kd就可以达到26495 ml/g以上，比纯土样TY29的吸附比提高了278倍；而天然粗沸石添加量要在30%时，其吸附比才能达到103。因此，90Sr屏障宜采用1%的人造沸石作屏障添加剂；    

(4)屏障回填土TY29中添加5%的Mg(OH)2，会明显降低回填土对90Sr的固定效果；

(5)屏障回填土TY29中添加5%的Na2CO3，其吸附比满足了地球化学屏障Kd>103 的要求，但其持久性有限。