Aspergillus tubingensis介导植酸盐水解促进U(Ⅵ)-PO43-生物矿化的试验研究

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修复铀污染水体的方法是环境领域关注的重点。核燃料循环过程中都会有少量的铀释放到环境中,导致部分水体受到一定程度的污染。污染水体中的铀主要是U(Ⅵ),U(Ⅵ)易迁移,对自然环境和人体健康都存在潜在威胁。铀的原位生物矿化与传统修复方法相比,具有设计简单、可行性高、对环境干扰小等优点,与生物还原相比适用范围更广、产物更稳定,被认为是一种最具发展潜能的铀污染水体修复方法。通常通过把G2P、G3P等合成有机磷和具有溶磷能力的微生物添加到铀污染水体中,该微生物在铀的胁迫下产生磷酸酶,催化有机磷的水解释放正磷酸盐,正磷酸盐进而与铀结合生成难溶的沉淀。植酸盐是一种经济高效的天然有机磷,可以被磷酸酶催化水解为低级肌醇衍生物(IPx,x=1~5)和正磷酸盐,1 mol植酸盐可水解产生6 mol正磷酸盐。本课题以植酸盐为有机磷源,研究了筛选的微生物介导植酸盐水解促进U-pO43-的矿化。本课题从广东某铀尾矿库蓄水池沉积物中分离筛选出一株能水解植酸盐的真菌M5-1,对其菌落形态、ITS序列、最适生长pH值、对铀的耐受性及其水解植酸盐的效果进行了分析,随后对M5-1介导植酸盐水解促进U-PO43-生物矿化过程中pH值、正磷酸盐浓度、铀浓度以及铀去除率的变化进行了监测。当M5-1介导植酸盐水解促进U(Ⅵ)-PO43-矿化62 d后,采用SEM-EDS、XRD、XPS等分析方法对矿化产物的主要元素、物相组成以及铀的价态进行了分析。实验结果表明,真菌 M5-1为Aspergillu1 tubingensis(MH978623),其最适生长pH值范围为6~7,对铀(~0.84 mmol/L)具有较强的耐受性;A.tubingensis介导植酸盐水解促进U(Ⅵ)-PO43-矿化62 d后,铀的去除率达95.2%;A.tubingensis介导植酸盐水解促进U(Ⅵ)-PO43-矿化过程中形成的矿化产物可能含有U、P、Na、O等元素,可能是难溶的氢铀云母和变钠铀云母矿物,且矿化产物中的铀都是U(Ⅵ)。因此,A.tubingensis能有效水解植酸盐释放可溶性正磷酸盐,从而促进U(Ⅵ)-PO43-矿化。研究结果为采用A.tubingens介导植酸盐水解原位修复铀污染地表水提供了试验依据。
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