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对铀污染的土壤进行治理时，首先需要考虑铀在土壤中的实际赋存状态并选取合适的修复材料作修复剂。当有可溶性钙和碳酸盐类物质存在时，铀在土壤地下水中的主要赋存或迁移形态为铀-碳酸/钙-铀-碳酸络合物，不同的pH值、碳酸盐及钙离子浓度会影响它们的相对含量。本论文以纳米零价铁(NZVI)为修复材料，利用静态实验和动态实验相结合的研究手段，分别考察了NZVI在铀的实际赋存态下修复铀污染红土的可行性和效果。采用XPS、XRD、ZETA电位等表征手段，结合络合形态分析、动力学及等温模型分析实验结果，较为详细探讨了NZVI和红土的铀吸附机理，为铀污染土壤的修复和治理提供技术和理论参考。 采用液相还原法成功制备出粒径在50-100 nm的零价铁颗粒。静态实验结果表明，NZVI和红土对铀的吸附容量及分配系数随着pH值、总的碳酸及钙离子浓度增加而减小。红土吸附铀含单层和非均匀表面吸附，NZVI则以非均匀表面吸附为主，两者对铀的吸附动力学更符合准二级动力学模型，表明其主要受化学作用控制。相同实验条件下，NZVI吸附容量是红土的5-10倍，同时，NZVI具有更良好的稳定吸附特性。可利用铀-碳酸络合物总量c(U-CO3)T预测红土吸附铀容量，c(U-CO3)T与qe呈非线性关系。 动态实验结果表明，基于铀的实际赋存态，柱中穿透点孔隙体积(PV)大小随着pH值、总的碳酸和钙离子浓度增加而减小。动态实验结果符合Thomas模型和Yoon-Nelson模型，可渗透反应墙(PRB)柱具有长期的铀污染土壤修复效果。相同实验条件下，PRB柱穿透点PV值为纯土柱的2-3.5倍，以NZVI作PRB的介质材料，可达到良好铀吸附效果。 ZETA电位分析表明，红土表面吸附铀络合形态为UO2(CO3)22－、UO2(CO3)34－和UO2CO3(aq)。XPS和XRD证实了铀在NZVI表面的吸附和还原过程，随着反应的进行，NZVI表面逐渐形成FeOOH壳层，并与铀-碳酸络合物发生进一步反应。含OH的表面位点，在吸附过程中起到关键性作用。 基于铀的实际赋存状态，带正电的吸附剂材料可作为良好吸附材料，故选取十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性皂土对其吸附铀进行研究。实验结果表明，相同实验条件下，CTAB改性皂土对铀的吸附容量可达改性前的几十倍，并表现出更好的稳定吸附特性。