地下水铀污染的原位微生物还原与固定:在美国能源部田纳西橡树岭放射物污染现场的试验

总结了美国斯坦福大学和橡树岭国家实验室等在美国能源部田纳西州橡树岭综合试验基地进行的铀污染原位微生物修复阶段性试验结果.本试验利用微生物以乙醇为电子供体还原地下水和沉积物中的六价铀为不溶解的四价铀,使之原位固定化.随后通过加入溶解氧和硝酸盐来试验微生物还原后的地下水层中还原固定态铀的稳定性.通过预处理和长期间隔注入乙醇溶液,地下水中铀浓度从40～60mg·L-1降至0.03mg·L-1以下,达到了美国环保署饮用水的标准.还原的四价铀主要以U(Ⅳ)-Fe复合物的形态存在.结果表明,固定化后的四价铀只有在厌氧条件下才是稳定的,溶解氧和硝酸盐侵入地下水层后会使固定化的四价铀重新氧化为溶解态的六价铀.在试验过程中,采用多种分子生物学方法检测了微生物种群的变化和与铀氧化还原反应有关的功能微生物.本研究表明,在维持试验系统无氧和无硝酸盐的条件下,通过添加乙醇为电子供体可有效地促进地下水中土著功能微生物的活性,从而实现铀的原位还原固定与稳定.