《微生物和腐殖質對核素的化學行為及其遷移的影響研究》是依託四川大學，由劉寧擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：微生物和腐殖質對核素的化學行為及其遷移的影響研究
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：劉寧
- 依託單位：四川大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
微生物和腐殖質是自然環境中廣泛存在的有機質，能與許多無機或有機物發生相互作用，從而影響這些物質在環境中的化學形態、遷移沉降、轉化等行為。本項目將針對核能發展方向和放射性廢物地址處置，開展腐殖質和微生物共同存在時U和Tc-99等關鍵核素的化學及其遷移行為研究。主要內容包括：1、土壤微生物的分離、篩選、培養及腐殖質的提取、分析表征；2、腐殖質和微生物對U、Tc的吸附、絡合、氧化還原及其影響因素研究；3、腐殖質和微生物介質條件下U、Tc在水溶液中的化學行為研究；4、微生物和腐殖質對U、Tc在土壤介質中的遷移影響研究。通過本研究了解腐殖質和微生物共存時U和Tc的化學行為，建立微生物和腐殖質對核素遷移影響的實驗方法。研究結果不僅可為放射性廢物的地質處置及安全性評價提供具有指導意義的實驗方法和理論依據，對核設施退役治理也有一定的參考價值。同時，還可為國內急需的核化學與放射化學領域培養高層次專門人才。
結題摘要
微生物和腐殖質是自然環境中廣泛存在的有機質，能與許多無機或有機物發生相互作用，從而影響這些物質在環境中的化學形態、遷移沉降、轉化等行為。本項目針對我國西南某極低放廢物填埋處置場，以考察土壤腐殖質和微生物條件下U等核素的化學與遷移行為。項目取得的主要進展有： 1、對我國西南地區典型土壤進行了分析，發現腐殖質含量和微生物種群數量均隨土壤深度增加而減少，同一土壤環境中微生物的分布規律為細菌＞放線菌＞真菌；2、在對三種不同來源腐殖酸官能團與分子量進行比較分析的基礎上進行了腐殖質與鈾絡合行為的研究，發現其絡合行為與腐殖質-OH, -NH和-C=O等基團密切相關；3、通過DNA鑑定從土壤中篩選出地黴菌（Geotrichum dwc-1）、芽孢桿菌（Bacterium dwc-2） 和鏈黴菌（Streptomyces sp. dwc-3）等三種代表性微生物，並系統考察了對鈾的吸附行為，發現pH是影響微生物吸附U的主要因素，死活微生物均對鈾均有不同程度的吸附，而腐殖酸的適量加入有利於微生物對鈾的吸附；4、利用SEM、TEM、IR、PIXE、EPBS、EXAFS等方法探討了微生物對U的吸附機理，發現其吸附過程涉及靜電吸附、絡合、離子交換和胞內沉積等多種機理，其無論細胞外還是細胞內均能形成針狀顆粒；5、考察了上述微生物對鈾的還原行為，發現Bacillus和Geotrichum對U（Ⅵ）具有一定的還原作用，還原的U（Ⅳ）可以晶體沉積於細胞內。腐殖質雖無明顯還原作用，但其存在有助於Bacillus對U（Ⅵ）的還原；6、建立了加速器生產95m/97mTc的方法以及腐殖質和微生物條件下的核素遷移模型，發現腐殖酸對Tc、U在土壤中的遷移具有促進作用，而微生物對U、Tc遷移行為無顯著影響。微生物和腐殖質共存時，腐殖質對Tc、U的遷移行為起主導作用。這些研究結果不僅對極低放廢物的地質處置及安全性評價具有重要的指導意義，也可為中、低放及高放廢物的地質處置提供具有參考價值的實驗方法和研究結果。 基於本項目，已在國內外發表和交流論文26篇，其中已發表SCI收錄論文10篇，國核心心期刊論文1篇，在國際系列學術會議交流論文2篇，另有SCI收錄期刊待發表論文4篇；申請國家發明專利2項，已公開；招收和培養博士研究生2名，碩士研究生2名；此外，與本項目有關的部分成果還獲得2013年度四川省科技進步二等獎。
