聚磷菌固定土壤中铀的长效性及迁移风险研究

The diffusion of the leachate form uranium waste rock and uranium tailings led to the pollution situation of soil is not optimistic. It can cause an enormous harm through the food chain to the ecosystem and the human body health. Phosphoru-accumulating organisms (PAOs) exist widely in uranium contaminated soils and play an important role in soil processes such as the forms, bioavailability of U, and may have potential application. At present, the research is mainly focused on the immobilization mechanism and efficiency of U in water, and little on its subsequent mitigation. This project focuses on the subsequent mitigation of U, using pedology, environics, biology approaches to carry out the research of long-term effects and transportation and transformation of U. To achieve this, firstly, the effects of PAOs on the transformation and distribution of U formations in soils were analyzed according to the mechanism. Also, the long-term effects of fixed U were surveyed. And then the effects of PAOs on the subsequent mitigation of U in water-soil system were studied. Its results can be used as decision reference for the feasibility and environmental risk assessment of PAOs or other microbial remediation.

铀废石、铀尾矿渗滤液的扩散，使得周边土壤层中铀的含量不容乐观，而表层土壤中的铀极易进一步通过食物链转移，进而威胁着周边的居民健康，因此很有必要对土壤中的铀进行固定研究。土壤中广泛存在着聚磷类菌种，其对铀的形态、生物有效性具有重要影响，对阻控土壤中铀的迁移具有潜在应用价值。目前研究主要以水中铀来开展聚磷菌固定铀的效能实验，仅关注铀的去除/固定效率或方式。为进一步考察聚磷菌固定土壤中铀的可行性，本项目提出聚磷菌固定土壤中铀的长效性及对土壤中铀的迁移风险影响的研究思路。联立土壤学、环境科学、微生物学的研究手段，从聚磷菌固定土壤铀的机理入手，分析聚磷菌对土壤中铀的种态转变影响，探讨聚磷菌作用下土壤中铀的淋溶特性及迁移行为，查明聚磷菌固定铀的长效性，揭示聚磷菌对铀在植物中迁移转运的影响。预期成果可为采用聚磷菌诱导固定土壤中铀的可能性及风险管控提供理论基础，同时也可为铀污染土壤微生物修复提供参考。

铀废石、铀尾矿渗滤液的扩散，使得周边土壤层中铀的含量不容乐观，而表层土壤中的铀极易进一步通过食物链转移，进而威胁着周边的居民健康，因此很有必要对土壤中的铀进行固定研究。土壤中广泛存在着聚磷类菌种，其对铀的形态、生物有效性具有重要影响，对阻控土壤中铀的迁移具有潜在应用价值。本项目提出了聚磷菌固定土壤中铀的长效性及对土壤中铀的迁移风险影响的研究思路，从铀尾矿库分离驯化及扩培聚磷菌（赖氏菌），获得了一种高效固铀赖氏菌种，考察了一种赖氏菌固定土壤中铀的可行性。通过批实验研究了赖氏菌固定土壤铀的机理，结果表明磷酸铀酰沉淀并不是由细菌活动导致的溶液中铀元素减少的唯一方式，菌株与铀的作用过程中U(VI)（87%）与U(IV)（13%）形态的铀沉淀富集在细胞表面，其中还原过程与系统溶解氧浓度有关，矿化过程与磷有关。通过动态淋滤和植物土培实验分析了赖氏菌对土壤中铀的种态转变、淋溶特性及迁移行为影响，结果表明其能有效地降低土壤中铀的迁移性与生物有效性。此外，我们研究发现铁及其氧化物对该过程具有重要影响，多种(Fe(II)Fe(III)2(PO4)2(OH)2), Fe(II)(UO2)2(PO4)2•8H2O, and Fe(II)Fe(III)5(PO4)4(OH)2•4H2O三元络合物等新物相生成，本项目的研究成果可为采用聚磷菌诱导固定土壤中铀的可能性及风险管控提供理论基础。