《Groundwater for Sustainable Development》：Uranium in the groundwaters of the Republic of Kazakhstan
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哈萨克斯坦地下水铀含量首次系统评估，发现其浓度范围达4.8×10??–78 mg/L，背景值13 μg/L，异常值17 μg/L。高浓度（>10 mg/L）多见于铀矿床氧化带（如Kamyshovoye等矿区），近中性含矿岩石地下水浓度0.1–10 mg/L，矿床外降至n×10?1 mg/L。碱性水（HCO??-Na等）及高盐度（>几g/L）条件下铀富集，蒸发浓缩机制起重要作用。
N.A. Medeshova|D.A. Novikov|K.O. Zhinak|A.T. Makyzhanova|M.R. Zapparov|A.M. Orynbek|F.F. Dultsev
以K. I. Satpayev命名的哈萨克斯坦国立研究技术大学（Satbayev大学），地址：Satpayev街22号，阿拉木图，050013，哈萨克斯坦
摘要
本文首次评估和总结了哈萨克斯坦地下水中铀含量的水文地球化学数据。哈萨克斯坦地下水中铀的浓度范围很广，根据我们的数据，该范围为4.8×10^-6至78毫克/升。哈萨克斯坦地下水的区域背景铀浓度为13微克/升，异常水平为17微克/升。在铀矿床的氧化带（如Kamyshovoye、Viktorovskoye、Bokayskoye、Abayskoye、Dzhusandalinskoye等）的酸性地下水中，检测到最高的铀含量（超过10毫克/升）。含矿岩石中的接近中性地下水中铀浓度介于0.1至10毫克/升之间。在矿床边界之外，铀浓度降至纳克级（n×10^-1毫克/升）。在有利的水文地球化学条件下，铀也会在矿床外的地下水中积累。在这种情况下，含铀地下水的形成与铀从岩石向地下水中的化学转化及其随后的富集过程有关。在HCO3-Na、HCO3-Cl-Na和Cl-HCO3-(CO3)-Na组成的碱性水中，铀浓度会增加。随着水盐度升高至每升几克（无论其绝对值如何），铀浓度会上升，可能达到纳克级（n×10^-1毫克/升）。随着地下水盐度进一步升高（达到纳克级（n×10克/升），在哈萨克斯坦这种干旱气候条件下，地下水和地表水会因蒸发浓缩而富集铀。
引言
世界各地自流盆地地下水中铀的浓度因多种原因而有所不同，有时会超过允许水平。世界卫生组织（WHO）2011年发布的《饮用水指南》第四版中规定的铀浓度暂定值为30微克/升（WHO, 2011）。含水层中放射性元素（RAE）浓度的显著变化可归因于远古地质时期这些元素的大量存在、构造岩浆活动的变化、裂谷系统的发育、沉积条件的改变、外部因素以及气候等因素。铀和其他放射性元素在地球历史中的作用，特别是它们与生物体的相互作用，对生物进化有影响，但生物圈过程对铀迁移和积累的影响非常复杂，目前尚不完全清楚。
世界上许多地区的地下水放射性化学研究仍然不足。研究具有不同同位素地球化学特征的地下水成分，包括所有放射性化学数据，对于评估饮用水质量至关重要。全球科学界非常关注化学元素（尤其是放射性核素）的迁移、传输、扩散及其在各种地球化学介质中的富集过程。不同类型地下水中的化学元素分布及其在水中的迁移行为，以及水-岩系统的成矿潜力，仍是讨论的热点。水中溶解物质的来源主要是岩石和有机物。为了确定含水岩石对水同位素地球化学特征的影响，正在对其进行深入研究，包括它们的同位素和微量成分组成。同时，也分析了富集放射性元素的相及其在水环境中的稳定性。
世界各地许多地区都进行了关于不同水文地质结构中放射性元素（尤其是铀）分布的相关研究：中国[Fan等人，2024；Ji等人，2024；Li等人，2024；Zhang等人，2024]、韩国[Hashemi等人，2024]、俄罗斯[Novikov等人，2023]、印度[Verma和Loganathan等人，2023；Lavanya等人，2023；Rajput等人，2024；Rani等人，2023, 2025]、巴西利亚[Marteleto等人，2024]、埃塞俄比亚[Hailu等人，2024]、纳米比亚[B?umle等人，2024]、阿富汗[Zaryab等人，2024]、美国[Tisherman等人，2023]、加拿大[Richard等人，2024]、德国[Filter等人，2024]等。遗憾的是，哈萨克斯坦境内的地下水尚未进行过此类研究。因此，本研究的目标是首次对哈萨克斯坦主要水文地质区域地下水的地球化学特征和铀分布数据进行总结（见图1）。
材料与方法
本文首次评估和总结了自20世纪50年代以来在哈萨克斯坦境内进行的水文地球化学研究结果。这些水文地球化学采样和测试的结果被整合到一个包含7700多条记录（样品）的数据库中。2022-2023年在哈萨克斯坦北部地区进行的野外工作中收集的样品也被纳入其中（Medeshova等人，2024）。
地质构造与水文地质特征
哈萨克斯坦拥有丰富的铀资源，占全球可开采资源的约12%（OECD-NEA & IAEA 2022）。铀矿床既存在于古生代褶皱基底中，也存在于中生代-新生代地台盖层中。古生代热液铀矿床与泥盆纪边缘火山-岩浆带有关，这些矿床既分布在火山带本身，也分布在该带的陆缘岩浆弧中。
结论
本文首次总结了哈萨克斯坦地下水中铀含量的水文地球化学数据。地下水中最高的铀浓度与铀矿床相关。铀矿床既存在于古生代褶皱基底中，也存在于中生代-新生代地台盖层中。大量外生成岩作用引起的地下渗滤铀矿床分布于整个中生代-新生代地台盖层中，从三叠纪一直延伸到...
作者贡献声明
N.A. Medeshova： 资金筹集。D.A. Novikov： 文稿撰写——初稿撰写，监督。K.O. Zhinak： 数据可视化。A.T. Makyzhanova： 数据可视化，软件应用。M.R. Zapparov： 数据管理。A.M. Orynbek： 数据可视化。F.F. Dultsev： 文稿撰写——审阅与编辑，初稿撰写，数据可视化。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了哈萨克斯坦共和国教育与科学部科学委员会（项目编号：AP22685193，“阿拉木图地区地下水的放射性特征”）的财政支持。
