β-甘油磷酸钠修复含铀地下水的实验研究
发布时间：2021-03-04 11:57
地下水铀污染是铀矿开采和加工领域亟待研究解决的重大问题。在铀污染地下水中,铀主要以UO22+、UO2（OH）+、（UO）2CO3、UO2（CO3）22-等形式存在,这些形态的铀溶解度高,极易随着地下水的流动而迁移。这些铀污染地下水对自然环境和人体健康都存在着潜在危害。修复铀污染地下水的技术中,原位生物修复是目前被广泛研究的一种修复方法。与传统的物理化学方法相比,生物修复法具有效率高、成本低、不会产生二次污染物等优点。人们通常通过加入电子供体激活微生物发生酶促反应,将水溶性的U（Ⅵ）还原成不溶于水的U（Ⅳ）,或者激活微生物发生代谢使其代谢过程中产生的SO42-、PO43-、CO32-、OH-等配位体与溶液中的铀矿化生成难溶的沉淀。本研究采用β-甘油磷酸钠作为碳源和磷源修复含铀地下水。本研究从中国南方某退役铀尾矿库采集了铀污染沉积物与地下水,构建了厌氧条件下的铀污染地下含水层的微模型。探究β-甘油磷酸钠作为碳源和磷源对原位修复含铀地下水的效果,监测了微模型中硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐、p H和铀的浓度变化,同时采用连续提取法和碳酸氢盐提取法分析微模型沉积物中铀的化学形态和U（Ⅳ）的比例,并利用...
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微生物-铀相互作用的机制示意图
sulfurreducens 可能存在不同的电子传递途径。微生物还原 U(VI)的机理如图 1.3所示。图1.3 微生物还原U(VI)的机理图（CM-细胞质膜; CS-细胞质; OM-外膜; PS-周质）Fig. 1.3 Diagram of U(VI) bioreduction mechanisms (CM, cytoplasmic membrane; CS,cytoplasm; OM, outermembrane; PS, periplasm)1.5 U(VI)的微生物矿化1.5.1 矿化 U(VI)的微生物大约有 80%的土壤微生物被认为能够通过磷酸酶活性完成有机磷酸盐的分解[34]，这些包括 Serratia, Proteus, Bacillus, Arthrobacter 和 Streptomyces 等，以及各种真菌[66]。当甘油-2-磷酸(G2P)作为电子供体时 Citrobacter sp.和 Serratia sp.通过磷酸酶活性分解有机磷酸盐释放无机磷酸盐。无机磷酸盐与 U( Ⅵ) 共沉淀为胞外氢铀酰磷酸盐(HUO2PO4) 。从美国能源部橡树岭沉积物中分离出来的Bacillus sp.和 Rahnella sp.能从甘油-3-磷酸(G3P)中分解有机磷酸盐释放无机磷酸盐，能分别矿化 73%和 95%的 U( Ⅵ )，研究显示矿化产物是 Ca(UO2)2(PO4)2。进一步的研究表明，在厌氧条件下并且在高浓度硝酸盐存在下，Rahnellasp.能生物矿化 U( Ⅵ) 生成 H2(UO2)2(PO4)2[67]。从中性 pH 地下水环境中分离的三种细菌株
图 1.4 微生物磷酸盐矿化 U(VI)机理图（CM-细胞质膜; CS-细胞质; OM-外膜; PS-周质）Fig. 1.4 Diagram of bacterial U(VI) phosphate mineralization mechanisms (CM, cytoplasmicmembrane; CS, cytoplasm; OM, outer membrane; PS, periplasm.)
【参考文献】：
期刊论文
[1]黑曲霉溶解磷矿粉矿化水体中铀的研究[J]. 胡南,李科,戴仲然,张辉,李峰,王聂颖,黄超,李殿鑫,丁德馨. 铀矿冶. 2017(04)
[2]地下水污染修复技术综述[J]. 刘志阳. 环境与发展. 2016(02)
[3]地下水重金属污染修复技术研究进展[J]. 贺亚雪,代朝猛,苏益明,张亚雷. 水处理技术. 2016(02)
[4]核能在我国的战略地位及可持续发展初探[J]. 刘吉昀. 中国电力教育. 2013(14)
[5]我国核产业发展的态势和对策[J]. 陈润羊. 工业技术经济. 2013(02)
[6]诱变绳状青霉吸附铀的行为研究[J]. 孙静,丁德馨,胡南,李广悦,王永东. 环境科学学报. 2012(10)
[7]地下水污染场地风险管理与修复技术筛选[J]. 赵勇胜. 吉林大学学报(地球科学版). 2012(05)
[8]微生物修复技术在重金属污染治理中的研究进展[J]. 薛高尚,胡丽娟,田云,卢向阳. 中国农学通报. 2012(11)
[9]某铀尾矿库土壤核素污染与优势植物累积特征[J]. 聂小琴,丁德馨,李广悦,高斌,吴彦琼,胡南,刘玉龙. 环境科学研究. 2010(06)
[10]中国铀矿采冶技术发展与展望[J]. 阙为民,王海峰,牛玉清,张飞凤,谷万成. 中国工程科学. 2008(03)
本文编号：3063176
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微生物-铀相互作用的机制示意图
sulfurreducens 可能存在不同的电子传递途径。微生物还原 U(VI)的机理如图 1.3所示。图1.3 微生物还原U(VI)的机理图（CM-细胞质膜; CS-细胞质; OM-外膜; PS-周质）Fig. 1.3 Diagram of U(VI) bioreduction mechanisms (CM, cytoplasmic membrane; CS,cytoplasm; OM, outermembrane; PS, periplasm)1.5 U(VI)的微生物矿化1.5.1 矿化 U(VI)的微生物大约有 80%的土壤微生物被认为能够通过磷酸酶活性完成有机磷酸盐的分解[34]，这些包括 Serratia, Proteus, Bacillus, Arthrobacter 和 Streptomyces 等，以及各种真菌[66]。当甘油-2-磷酸(G2P)作为电子供体时 Citrobacter sp.和 Serratia sp.通过磷酸酶活性分解有机磷酸盐释放无机磷酸盐。无机磷酸盐与 U( Ⅵ) 共沉淀为胞外氢铀酰磷酸盐(HUO2PO4) 。从美国能源部橡树岭沉积物中分离出来的Bacillus sp.和 Rahnella sp.能从甘油-3-磷酸(G3P)中分解有机磷酸盐释放无机磷酸盐，能分别矿化 73%和 95%的 U( Ⅵ )，研究显示矿化产物是 Ca(UO2)2(PO4)2。进一步的研究表明，在厌氧条件下并且在高浓度硝酸盐存在下，Rahnellasp.能生物矿化 U( Ⅵ) 生成 H2(UO2)2(PO4)2[67]。从中性 pH 地下水环境中分离的三种细菌株
图 1.4 微生物磷酸盐矿化 U(VI)机理图（CM-细胞质膜; CS-细胞质; OM-外膜; PS-周质）Fig. 1.4 Diagram of bacterial U(VI) phosphate mineralization mechanisms (CM, cytoplasmicmembrane; CS, cytoplasm; OM, outer membrane; PS, periplasm.)
【参考文献】：
期刊论文
[1]黑曲霉溶解磷矿粉矿化水体中铀的研究[J]. 胡南,李科,戴仲然,张辉,李峰,王聂颖,黄超,李殿鑫,丁德馨. 铀矿冶. 2017(04)
[2]地下水污染修复技术综述[J]. 刘志阳. 环境与发展. 2016(02)
[3]地下水重金属污染修复技术研究进展[J]. 贺亚雪,代朝猛,苏益明,张亚雷. 水处理技术. 2016(02)
[4]核能在我国的战略地位及可持续发展初探[J]. 刘吉昀. 中国电力教育. 2013(14)
[5]我国核产业发展的态势和对策[J]. 陈润羊. 工业技术经济. 2013(02)
[6]诱变绳状青霉吸附铀的行为研究[J]. 孙静,丁德馨,胡南,李广悦,王永东. 环境科学学报. 2012(10)
[7]地下水污染场地风险管理与修复技术筛选[J]. 赵勇胜. 吉林大学学报(地球科学版). 2012(05)
[8]微生物修复技术在重金属污染治理中的研究进展[J]. 薛高尚,胡丽娟,田云,卢向阳. 中国农学通报. 2012(11)
[9]某铀尾矿库土壤核素污染与优势植物累积特征[J]. 聂小琴,丁德馨,李广悦,高斌,吴彦琼,胡南,刘玉龙. 环境科学研究. 2010(06)
[10]中国铀矿采冶技术发展与展望[J]. 阙为民,王海峰,牛玉清,张飞凤,谷万成. 中国工程科学. 2008(03)
本文编号：3063176
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