微生物还原放射性核素研究进展.pdfVIP

第29卷第4期 核 技 术 V01．29，No．4 2006年4月 NUCLEAR TECHNIQUES April2006 微生物还原放射性核素研究进展 王建龙陈灿 (清华大学核能与新能源技术研究院环境技术研究室北京100084) 摘要微生物还原放射性核素的研究近年来得到了较为广泛的关注，因为这种生物转化作用将在修复受放射 性核素污染环境方面发挥重要作用。本文重点介绍了利用微生物还原作用治理放射性核素污染方面的必威体育精装版研 价了这种生物转化作用对环境的影响以及在受污染环境的生物修复中的可能应用。 关键词微生物还原，放射性核素，生物修复，环境生物技术 中图分类号Q93 尽管天然环境中存在放射陛，但人为地向环境 释放放射性核素对人类健康构成的威胁亦不容忽 1 U(VI)的微生物还原 视。在20世纪50年代和60年代，核武器试验导致 向环境释放了大量的放射性核素。目前，核电站等 设施仍然在有控制地向环境排放含有放射l生核素的 废物。随着核工业的发展和核技术的广泛应用，含 U(VI)获得能量，用于厌氧生长，证明了微生物能够 有放射陛核素的废物不可避免地会继续进入环境， 这些核素进入环境(大气、水体和土壤)后，可能 能力的微生物不仅仅限于Fe(m)．还原细菌，其他一 些微生物，如Clostridium 对生态环境和人类健康造成潜在的危害【l】。 sp．怕J、硫酸盐还原菌D． 美国能源部在超级基金项目的资助下，对放射 desulfuricans[71和Desulfovibrio 性核素污染土壤进行了大规模的修复，取得了显著 原U(VI)，且这些微生物能够从还原过程中获得用 的进展，为深入了解微生物还原土壤中的放射性核 素的作用机理提供了大量数据【2】。事实上，因为许 还原u(vI)所涉及到的酶系进行了详细的研究【8】。 多与人类健康相关的核素具有氧化还原活性，并且 其还原态的溶解度较小，因此，微生物还原作用， reducens的同源细胞色素(ppc 起重要作用【9】。蛋白质可以在生物体外还原U(VD， 例如，将U(VI)(铀酰离子，U022+)还原成u(Iv) A基因的变异株，以乙酸作为电子供 而删除了ppc (铀矿，U02)[3-4]或将裂变产物TcⅣⅡ)(高锝酸 根离子，Tc04一)还原成Tc(IV)(Tc02)pj，可以 在细胞周质的沉淀(图1)也可以说明该周质蛋白 降低目标核素在土壤环境中的溶解度和移动性，这 可能是生物修复的作用基础之一。 在生物体外能够还原uⅣI)f1研。并且，利用蛋白酶 用于治理核素污染的常规方法有物理方法和化 对整细胞进行处理，对u(vI)的还原没有影响。这 学方法，如沸石吸附、离子交换、溶剂萃取等。但 这些方法成本较高，易造成二次污染，且难以用于 在细胞周质中还原，而蛋白酶处理会严重地抑制不 大面积污染的环境治理。随着现代生物技术的发展， 生物修复受重金属或放射陛核素污染的环境正日益 溶性Fe(111)氧化物的还原，这可能是由于蛋白酶处 理会破坏细胞外电子受体还原所需的结合于细胞表 引起人们的关注。 本文将对微生物还原放射『生核素，主要包括锕 系元素及其裂变产物