The formation of uranyl phosphate precipitates is a remediation strategy to limit the mobility of uranium in contaminated soils. However, exposure to organic ligands, like the plant exudate citrate, can remobilize the uranium. The purpose of this study is to provide a more thorough comprehension of citrate-promoted dissolution of a uranyl phosphate mineral, chernikovite [(H₃O)(UO₂)(PO₄)·3H₂O], by determining the extent of uranium release from chernikovite at a wide range of citrate concentrations. We have quantified the kinetics of dissolution and proposed potential mechanisms of chernikovite dissolution to gain a better understanding of the fate of uranyl phosphate precipitates in the environment. Batch dissolution and continuously stirred tank reactor (CSTR) experiments indicate that increasing citrate concentrations from 0.1 mM to 50 mM increases the concentration of dissolved uranium. However, at citrate concentrations of 10 mM and greater, the effectiveness of the ligand to enhance the dissolution decreases. Density functional theory modeling and Raman spectroscopy indicate a strong interaction between citrate and the uranyl ions at the surface of the uranyl phosphate. The interaction between citrate and uranyl suggests the formation of an alteration layer of uranyl-citrate surface complexes, which could impede uranium release at citrate concentrations of 10 mM or higher. Together, these results indicate that the citrate-promoted dissolution of chernikovite is a fast reaction that is hindered by a combination of surface saturation and a secondary-phase precipitation reaction at higher concentrations of citrate and reaction times greater than or equal to 72 min based on the hydraulic residence time of CSTR experiments. These findings improve our understanding of the stability of uranyl phosphate for use in sequestration of uranium groundwater plumes at contaminated sites.

磷酸铀酰沉淀的形成是限制铀在受污染土壤中迁移的一种修复策略。然而，暴露于有机配体，如植物渗出液柠檬酸盐，可以重新动员铀。本研究的目的是更全面地了解柠檬酸盐促进磷酸铀酰矿物切尔尼科夫石 [(H ₃ O)(UO ₂ )(PO ₄ )·3H ₂O]，通过确定在广泛的柠檬酸盐浓度范围内从切尔尼科夫石中释放铀的程度。我们量化了溶解动力学并提出了切尔尼科夫石溶解的潜在机制，以更好地了解环境中磷酸铀酰沉淀物的归宿。分批溶解和连续搅拌釜式反应器 (CSTR) 实验表明，将柠檬酸盐浓度从 0.1 mM 增加到 50 mM 会增加溶解铀的浓度。然而，在柠檬酸盐浓度为 10 mM 或更高时，配体增强溶解的有效性降低。密度泛函理论模型和拉曼光谱表明柠檬酸盐和磷酸铀酰表面的铀酰离子之间有很强的相互作用。柠檬酸盐和铀酰之间的相互作用表明形成了铀酰-柠檬酸盐表面复合物的改变层，这可能会在柠檬酸盐浓度为 10 mM 或更高时阻碍铀的释放。总之，这些结果表明，柠檬酸盐促进的切尔尼科夫石溶解是一种快速反应，在较高柠檬酸盐浓度和反应时间大于或等于 72 分钟的情况下，表面饱和和第二相沉淀反应的组合阻碍了该反应。 CSTR 实验的水力停留时间。这些发现提高了我们对磷酸铀酰在污染场地封存铀地下水羽流的稳定性的理解。在柠檬酸盐浓度为 10 mM 或更高时，这可能会阻碍铀的释放。总之，这些结果表明，柠檬酸盐促进的切尔尼科夫石溶解是一种快速反应，在较高柠檬酸盐浓度和反应时间大于或等于 72 分钟的情况下，表面饱和和第二相沉淀反应的组合阻碍了该反应。 CSTR 实验的水力停留时间。这些发现提高了我们对磷酸铀酰在污染场地封存铀地下水羽流的稳定性的理解。在柠檬酸盐浓度为 10 mM 或更高时，这可能会阻碍铀的释放。总之，这些结果表明，柠檬酸盐促进的切尔尼科夫石溶解是一种快速反应，在较高柠檬酸盐浓度和反应时间大于或等于 72 分钟的情况下，表面饱和和第二相沉淀反应的组合阻碍了该反应。 CSTR 实验的水力停留时间。这些发现提高了我们对磷酸铀酰在污染场地封存铀地下水羽流的稳定性的理解。这些结果表明，柠檬酸盐促进的切尔尼科夫石溶解是一种快速反应，受表面饱和和较高柠檬酸盐浓度下的二次相沉淀反应的组合阻碍，基于水力学的反应时间大于或等于 72 分钟。 CSTR 实验的停留时间。这些发现提高了我们对磷酸铀酰在污染场地封存铀地下水羽流的稳定性的理解。这些结果表明，柠檬酸盐促进的切尔尼科夫石溶解是一种快速反应，受表面饱和和较高柠檬酸盐浓度下的二次相沉淀反应的组合阻碍，基于水力学的反应时间大于或等于 72 分钟。 CSTR 实验的停留时间。这些发现提高了我们对磷酸铀酰在污染场地封存铀地下水羽流的稳定性的理解。