孫 娟，安毅夫，連國(guó)璽，高 揚(yáng)，楊 冰

(中核第四研究設(shè)計(jì)工程有限公司，石家莊 050021)

鈾尾礦(渣)庫(kù)是硬巖鈾礦山生產(chǎn)中占地面積最大的放射性固體廢物處置設(shè)施，也是鈾礦冶系統(tǒng)主要放射性污染源項(xiàng)之一。目前，鈾尾礦(渣)多采用石灰中和后堆存處置，長(zhǎng)期工程實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，由于石灰中和不完全、酸雨淋濾、氧化微生物活動(dòng)等原因，使得鈾尾礦(渣)處置效果無(wú)法有效維持和長(zhǎng)期穩(wěn)定，出現(xiàn)了反酸現(xiàn)象，結(jié)果使得尾礦(渣)滲水中pH值進(jìn)一步下降，放射性核素繼續(xù)溶出、濃度較高。我國(guó)硬巖鈾礦山在退役源項(xiàng)調(diào)查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)若干座尾礦(渣)庫(kù)滲水中污染物濃度較高，pH值一般為3～5，U天然濃度為0.5～5 mg/L，226Ra活度濃度約為1～3 Bq/L，無(wú)法滿足放射性廢水排放標(biāo)準(zhǔn)要求，其它重金屬亦有超標(biāo)現(xiàn)象，需二次處理。

作為近年來(lái)研究較多的環(huán)境修復(fù)技術(shù)，微生物技術(shù)利用功能細(xì)菌，通過(guò)還原、礦化、累積、吸附等作用，使溶解態(tài)的金屬元素轉(zhuǎn)化為固定態(tài)，從而減少向環(huán)境中的遷移，實(shí)現(xiàn)固體廢物中金屬類污染物的穩(wěn)定化。該技術(shù)在國(guó)內(nèi)外非放射性金屬礦山廢渣污染排放控制方面取得了顯著成效[1-2]，證明了其對(duì)重金屬溶出抑制上原理可信、效果可行，是一種源頭污染防治、具有顯著優(yōu)勢(shì)的處理技術(shù)。與重金屬相比，除自身放射性特征外，鈾礦物的賦存、開(kāi)采、水冶等過(guò)程與金屬礦基本相同，即天然存在的還原沉積態(tài)經(jīng)加工提取后獲得目標(biāo)產(chǎn)品，二者產(chǎn)生的尾礦和尾渣的處置方式也基本類似，也同樣面臨滲水中污染物濃度升高的問(wèn)題。因此，利用微生物技術(shù)進(jìn)行污染源頭防控，為鈾尾礦(渣)庫(kù)滲水超標(biāo)問(wèn)題的徹底解決提供了新的思路。

1 鈾尾礦(渣)滲水排放及污染防治現(xiàn)狀

1.1 鈾尾礦(渣)的產(chǎn)生和處置

礦物中的鈾以鈾氧化物形式存在。我國(guó)鈾礦床具有規(guī)模小、品位低的顯著特點(diǎn)，硬巖鈾礦床多采用井下、露采等開(kāi)采方式，礦山開(kāi)拓工程量大，選冶處理礦石量大，導(dǎo)致鈾礦冶生產(chǎn)過(guò)程中的廢物產(chǎn)生種類多、數(shù)量大。

鈾尾礦和尾渣主要來(lái)源于鈾水冶過(guò)程。針對(duì)礦石特性差異，鈾水冶工藝可分為攪拌浸出、堆浸、原地爆破浸出、地浸等。其中，攪拌浸出產(chǎn)生的固體廢物為鈾尾礦，堆浸和原地爆破浸出產(chǎn)生的固體廢物為鈾尾渣。由于水冶工藝不同，鈾尾礦和尾渣在pH值、粒徑分布、含水率等方面均有較大差異，尾礦的數(shù)量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于尾渣。典型鈾尾礦和鈾尾渣特征值列于表1，可以看到，尾渣粒度較粗、含水率較低，穩(wěn)定性相對(duì)較好。

表1 典型鈾尾礦和鈾尾渣特征值Tab.1 Characteristic values of typical uranium tailings

鈾尾礦和尾渣通常建庫(kù)堆存，一般采取石灰中和方式，提升尾礦(渣)的pH值，降低鈾和其它污染物的溶出。尾礦在水冶工藝末端中和后濕式排放至尾礦庫(kù)內(nèi)堆存，尾渣從堆浸池內(nèi)倒出、中和攪拌后堆存至尾渣庫(kù)。

1.2 鈾尾礦(渣)滲水的產(chǎn)生和處理

鈾礦石采出地表后進(jìn)行破碎、篩分，達(dá)到一定粒度要求后，采用酸、堿和氧化浸出，鈾被氧化成可溶的氧化態(tài)，提取目標(biāo)金屬化合物。根據(jù)礦石加工特性，鈾礦石可分為酸法和堿法浸出，酸法浸出具有較強(qiáng)的化學(xué)活性，其產(chǎn)生的污染物種類和濃度均顯著大于堿法浸出，由于我國(guó)礦石品位較低、礦物種類繁多、性質(zhì)復(fù)雜、選冶難度大，以酸法浸出工藝居多。

我國(guó)鈾尾礦(渣)庫(kù)的庫(kù)型以山谷型居多，一般灘面較大、庫(kù)底較深，庫(kù)址多位于南方多雨地區(qū)，降雨量大，尾礦(渣)滲水具有含鈾量相對(duì)較低、SO42-濃度較高的特點(diǎn)。某典型鈾尾礦(渣)庫(kù)滲水水質(zhì)列于表2。

表2 某鈾礦山尾礦(渣)庫(kù)滲水水質(zhì)一覽表Tab.2 Typical seepage water quality of uranium tailings

從表2可以看到，提取鈾元素后，尾礦(渣)中剩余鈾和其它物質(zhì)，在雨水的淋濾和浸泡作用下，仍會(huì)出現(xiàn)反酸，使得滲水中鈾、錳、硫酸鹽等污染物濃度較高，超過(guò)排放標(biāo)準(zhǔn)，需經(jīng)進(jìn)一步廢水處理才可達(dá)標(biāo)排放。

鈾尾礦(渣)庫(kù)滲水處理時(shí)以去除鈾鐳和其它特征非放污染物為主要目標(biāo)。對(duì)于已經(jīng)產(chǎn)生的鈾尾礦(渣)滲水，主要采取收集后化學(xué)沉淀法處理的方式，向滲水中添加某些化學(xué)物質(zhì)(如石灰、氯化鋇等)，利用載帶或共沉淀的原理，使廢水中的放射性核素鈾鐳和其它金屬元素轉(zhuǎn)移并富集到沉淀物中，從而降低廢水中的核素和污染物濃度。除沉淀法外，國(guó)內(nèi)采取吸附法處理的實(shí)踐也較為廣泛，多以軟錳礦吸附除鈾、重晶石吸附除鐳，處理效果也較好。

但是，從滲水水質(zhì)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)來(lái)看，石灰中和尾礦(渣)后仍存在反酸、鈾持續(xù)溶出的問(wèn)題，水質(zhì)不穩(wěn)定的現(xiàn)象長(zhǎng)期存在。針對(duì)尾礦(渣)庫(kù)滲水的處理方式也存在一定的問(wèn)題和弊端，如沉淀法產(chǎn)渣量大、效果不穩(wěn)定，吸附法去除效率低、選擇性弱、吸附劑需二次處置等。同時(shí)，由于庫(kù)內(nèi)的反酸和鈾的溶出，導(dǎo)致尾礦(渣)庫(kù)成為一種重大的潛在放射性廢水源項(xiàng)，對(duì)地下水環(huán)境的影響亦不容忽視。

從環(huán)境管理角度來(lái)看，一方面，在當(dāng)前技術(shù)體系下，尾礦(渣)庫(kù)廢水處理設(shè)施的長(zhǎng)期存在，持續(xù)消耗人力、物力和財(cái)力，廢水處理設(shè)施的長(zhǎng)期維護(hù)，也給鈾礦冶設(shè)施退役后的長(zhǎng)期監(jiān)護(hù)帶來(lái)了困境；另一方面，由于庫(kù)內(nèi)滲水的水質(zhì)、水量和持續(xù)時(shí)間難以估量，在人為操作失誤或不可抗力影響時(shí)，設(shè)施存在失效概率，將會(huì)造成廢水超標(biāo)排放、污染環(huán)境的潛在風(fēng)險(xiǎn)，不僅留下了環(huán)境安全隱患，也不利于輻射安全監(jiān)管。因此，鈾尾礦(渣)庫(kù)滲水治理亟待引入新思路和新技術(shù)。

2 微生物還原固化技術(shù)在鈾尾礦(渣)滲水污染防治中的適用性分析

鈾是變價(jià)元素，在自然界中存在易溶解的六價(jià)和不易溶解的四價(jià)兩種穩(wěn)定價(jià)態(tài)。在氧化環(huán)境中，鈾主要呈六價(jià)形式存在，具有很強(qiáng)的遷移能力；在還原環(huán)境中，鈾以四價(jià)形式形成相對(duì)穩(wěn)定的化合物，賦存于巖石、礦石中，遷移能力較低。當(dāng)氧化還原條件改變時(shí)，鈾會(huì)發(fā)生價(jià)態(tài)和遷移性能的轉(zhuǎn)變。

2.1 鈾的微生物還原固化機(jī)理

微生物對(duì)鈾的還原作用是相關(guān)研究中提及的最多的鈾的生物轉(zhuǎn)化形式[3]，該作用發(fā)現(xiàn)于20世紀(jì)60年代[4]，但其效果及機(jī)理的大規(guī)模研究始于20世紀(jì)90年代[5]，此后國(guó)內(nèi)外在近三十年間開(kāi)展了多項(xiàng)研究，證明了包括脫硫弧菌Desulfovibrio和desulfuricans[6]、地桿菌Geobactermetallireducens GS-15、希瓦氏菌Shewanella[5]、梭菌Clostridium[7]、熱土桿菌Thermoterrabacteriumferrireducens[8]、粘細(xì)菌Anaeromyxobacterdehalogenans[9]等無(wú)論是來(lái)自于地下水[10]、受污染土壤[11]甚至未受鈾污染的厭氧活性污泥[12]的微生物，都能夠能使U(VI)還原固定成U(Ⅳ)，對(duì)鈾污染都具有良好的修復(fù)效果。

微生物以U(VI)為電子受體，通過(guò)多種代謝作用分解有機(jī)物獲得兩個(gè)電子，并將電子轉(zhuǎn)移至U(VI)，使其變化為四價(jià)還原態(tài)固定下來(lái)[3]，而微生物在這個(gè)過(guò)程中獲取生長(zhǎng)的能量，反應(yīng)過(guò)程大致為：

UO22++2e-=UO2(S)(GO′=-43.2 kJmol-1)

在此過(guò)程中，微生物如何將電子進(jìn)行轉(zhuǎn)移是一個(gè)重要過(guò)程和機(jī)制，但這種機(jī)制至今仍存在爭(zhēng)議。由于自然界中的鈾濃度一般較低，而諸多不同類型的微生物都能夠發(fā)生U(VI)的生物還原，表明生物體內(nèi)并未進(jìn)化出專門的鈾代謝途徑和代謝酶，而有可能通過(guò)多種代謝途徑、在適宜的條件下發(fā)生酶促還原[13]，包括：1)外膜色素細(xì)胞的還原和沉淀；2)含細(xì)胞色素的菌毛；3)細(xì)胞分泌的核黃素(FMN)；4)細(xì)胞周質(zhì)酶(兩層細(xì)胞膜之間)；5)細(xì)胞內(nèi)硫氧還原蛋白。

2.2 微生物還原固定鈾的影響因素

2.2.1還原反應(yīng)速率和還原效果的影響因素

鈾的微生物還原常用菌種包括硫酸鹽還原菌、鐵還原菌等，微生物還原的反應(yīng)速率、還原效果依賴于許多環(huán)境因素，包括鈾濃度、溫度、pH值、共存離子(硫酸鹽、硝酸鹽、鈣鐵離子等)、碳酸氫鹽濃度等。

鈾既有重金屬的生物毒性又有放射性毒性，對(duì)微生物而言過(guò)高濃度的鈾會(huì)對(duì)其產(chǎn)生毒害作用。當(dāng)鈾濃度低于15 mg/L時(shí)，硫酸鹽還原菌的鈾去除率最大，可達(dá)91.5%；超過(guò)85 mg/L后菌體的還原量與去除率接近零[14]。不同微生物對(duì)鈾的耐受能力不同，而且生存在高放射性環(huán)境的微生物也存在較強(qiáng)的抗性，南非林波波省某礦山土壤中鈾的檢測(cè)濃度為168 mg/kg，從土壤中分離出的還原性功能菌對(duì)鈾的耐受性很強(qiáng)，在24 h內(nèi)濃度為200 mg/L的鈾可以完全去除，濃度為400 mg/L的鈾去除率可達(dá)88%[15]。因此，從污染區(qū)域的土著微生物群落中篩選功能菌株，使其具有更高的鈾耐受性，是提高微生物技術(shù)應(yīng)用成效的重要途徑。

溫度會(huì)影響微生物的代謝活性，其功能發(fā)揮一般集中在某一特定溫度范圍內(nèi)，當(dāng)溫度從20 ℃升高到30 ℃時(shí)，還原性功能菌對(duì)U(Ⅵ)的還原速率會(huì)顯著提高；在10 ℃以下，微生物的活性較差U(Ⅵ)的還原速率也較低，而且當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)會(huì)造成微生物不可逆的損傷[16]。

pH值一方面影響微生物的生長(zhǎng)，另一方面對(duì)還原動(dòng)力學(xué)具有顯著影響。易正戟等[17]采用硫酸鹽還原菌處理地浸含鈾廢水中的鈾，結(jié)果表明，在pH值從2.0提高到6.0時(shí)鈾去除率可從12.9%增加至99.4%，但對(duì)于脫硫螺菌Desulfosporosinus等微生物，其還原鈾的最佳pH值在4左右[18]。

碳酸氫鹽會(huì)與鈾(VI)形成絡(luò)合離子，這種碳酸鈾酰絡(luò)合物較為穩(wěn)定且生物可利用性差[22]，可能會(huì)降低鈾的生物還原效果[23]，但也存在與這種理論相矛盾的驗(yàn)證結(jié)果[24]，可能與具體的環(huán)境條件或微生物種類有關(guān)，具體機(jī)制還需要進(jìn)一步探索。

2.2.2還原穩(wěn)定性的影響因素

微生物還原鈾的效果持續(xù)性和穩(wěn)定性，與產(chǎn)物鈾的化合物類型以及環(huán)境因素有關(guān)。

不同氧化還原條件下，鈾的微生物還原產(chǎn)物形態(tài)也不完全相同。從過(guò)程來(lái)看，一般認(rèn)為鈾U(VI)轉(zhuǎn)變?yōu)閁(Ⅳ)是直接發(fā)生兩個(gè)電子的轉(zhuǎn)移，但也有研究表明，通過(guò)短壽命的中間產(chǎn)物U(Ⅴ)的歧化和水解作用，也可能是還原的路徑之一[25-26]。這種中間狀態(tài)的差異，也有可能導(dǎo)致了還原產(chǎn)物的不同[3]。目前已知的鈾還原產(chǎn)物多數(shù)為瀝青鈾礦(UO2)[5]，另外還包括無(wú)定形單核U(Ⅳ)[27]或與羧基、磷酸根形成的U(Ⅳ)配合物[28]。鈾的還原產(chǎn)物對(duì)修復(fù)效果的長(zhǎng)期穩(wěn)定性有重要影響，瀝青鈾礦由于晶體結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，不易被再氧化，而后兩者都容易被再氧化，U(Ⅳ)存在重新轉(zhuǎn)化為遷移性較強(qiáng)的U(VI)的可能[29]。對(duì)鈾的微生物還原產(chǎn)物造成影響的因素包括生物類別(革蘭氏陰性菌和陽(yáng)性菌[30])、微生物培養(yǎng)環(huán)境(培養(yǎng)基為簡(jiǎn)單底物還是復(fù)雜底物[31])、體系中是否存在磷酸鹽配合體[32]等，通過(guò)控制這些因素，能夠加強(qiáng)鈾的微生物還原效果的持續(xù)性和穩(wěn)定性。還原后的U(IV)穩(wěn)定性所受的環(huán)境影響因素較多，溶解氧是重要一項(xiàng)。雖然在有氧氣存在的情況下，生物還原的鈾會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)(幾小時(shí)或者幾天)被迅速氧化[33]，對(duì)修復(fù)結(jié)果的長(zhǎng)期穩(wěn)定不利，但在有少量氧氣存在的情況下(通常是一種缺氧環(huán)境)，U(VI)的微生物還原也可以進(jìn)行[34-35]，受到的影響主要是修復(fù)效率和穩(wěn)定性的降低。

2.3 微生物還原固定鈾的實(shí)踐

鈾污染場(chǎng)地的原位微生物修復(fù)是指通過(guò)向污染場(chǎng)地或地下水中注入電子供體，激活區(qū)域內(nèi)具有還原功能微生物的活性，或直接注入具有功能性的微生物體系，以實(shí)現(xiàn)鈾的原位還原。從本質(zhì)來(lái)講，原位修復(fù)是創(chuàng)造了一個(gè)氧化還原電位和中性pH值的環(huán)境，使鈾在微生物還原作用下，形成多種化合物，降低了遷移特性[36]。目前，微生物還原固定鈾的小試實(shí)驗(yàn)較多，中試級(jí)別的場(chǎng)地試驗(yàn)相對(duì)較少，尚未有工程實(shí)踐案例。

美國(guó)能源部科羅拉多州Rifle場(chǎng)址地下水受到鈾尾礦滲水污染，2002年Anderson等[37]向受部分污染地下水區(qū)域注入醋酸鹽作為電子供體，通過(guò)示蹤劑觀測(cè)，在50天內(nèi)，地下水中的U(VI)濃度由0.4～1.4 μM降低至0.18 μM的標(biāo)準(zhǔn)限值之下；2007年Williams等[38]在該場(chǎng)址試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，雖然U(VI)是以難以還原的鈾鈣碳酸鹽化合物存在，但注入醋酸后，地下水中的鈾濃度仍可以由1～1.5 μM降低至0.05～0.1 μM。在確保地下水中醋酸鹽濃度大于10 mM的條件下，鈾的低濃度能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)維持；該場(chǎng)地的生物群落檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，在醋酸注入前，地下水中的微生物多樣性較為豐富；而試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，具有潛在鈾還原功能的地桿菌Geobacter占據(jù)了群落主導(dǎo)地位[39]，證明了微生物在鈾的還原固定過(guò)程中起重要作用。試驗(yàn)采用充注氮?dú)獾姆绞饺コ叵滤械娜芙庋酰ＷC了微生物的還原功能的發(fā)揮。

在美國(guó)超級(jí)基金資助下，斯坦福大學(xué)和橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室Wei-Min Wu等[40-41]在美國(guó)能源部田納西州橡樹(shù)嶺綜合試驗(yàn)基地進(jìn)行了半工業(yè)規(guī)模的鈾污染微生物原位修復(fù)，利用乙醇為電子供體，使地下水中鈾濃度從40～60 mg·L-1降至0.03 mg·L-1以下，還原的U(Ⅳ)主要以U(Ⅳ)-Fe復(fù)合物的形態(tài)存在，超過(guò)95%的鈾都與沉積物相結(jié)合；Gihring等[42]向場(chǎng)地注入乳化植物油EVO為電子供體，使地下水中的U(VI)濃度從3.8～9.1 μM減少到小于1 μM。注入電子供體后，地下水中已知的具有鈾還原能力的脫硫弧菌、地桿菌、厭氧桿菌等生物豐度均有所增加。該場(chǎng)地通過(guò)間隔注入乙醇和增加、去除溶解氧的試驗(yàn)方案，觀察了反應(yīng)區(qū)內(nèi)還原態(tài)的鈾穩(wěn)定性和微生物效果的持續(xù)性。

美國(guó)能源部Hanford場(chǎng)址也是一處地下水受鈾污染的場(chǎng)地，U(VI)在地下水中以穩(wěn)定的碳酸鈾酰配合物形式存在。Ahmed等[43]利用該場(chǎng)址沉積物進(jìn)行的柱實(shí)驗(yàn)表明，通過(guò)添加乳酸鹽、富馬酸鹽等電子供體后，可以使沉積物中80%～85%的U(VI)固定。

A.Abdelouas等[44]利用兩種土著反硝化細(xì)菌、一種硫酸鹽還原菌，以乙醇為電子供體還原地下水中的U(VI)，U(VI)的含量由最初的0.25-235 mg/L降低至小于1μg/L，沉淀下來(lái)的U(VI)以晶質(zhì)鈾礦的形式附著在細(xì)菌周圍。GuBaohua等[45]利用柱實(shí)驗(yàn)來(lái)模擬原位鈾污染土壤的修復(fù)，試驗(yàn)分為三個(gè)部分：一是移除土壤中的硝酸鹽和鋁；二是建立一個(gè)有利于微生物還原的中性環(huán)境；三是微生物還原鈾。試驗(yàn)用乙醇為電子供體，在試驗(yàn)初始的一個(gè)月，由于沒(méi)有加入濃縮細(xì)菌溶液，乙醇沒(méi)有被利用，U(VI)濃度也沒(méi)有下降，沒(méi)有觀察到U(IV)的產(chǎn)生。隨著濃縮細(xì)菌溶液的加入，乙醇和U(VI)開(kāi)始快速降低，說(shuō)明微生物的加入，發(fā)生了U(VI)的還原。周泉宇等[46]利用硫酸鹽還原菌開(kāi)展了酸法地浸采鈾地下水的柱實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明硫酸鹽還原菌可以有效去除地浸采鈾地下水中的污染物，鈾去除率可達(dá)94.5%，硫酸根去除率達(dá)75.3%，原呈酸性的地下水修復(fù)后pH可接近中性。

從國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀也可以看到，微生物還原技術(shù)在鈾污染的地下水、廢水、土壤治理中成效顯著。雖然目前鈾尾礦(渣)的微生物治理研究尚不多見(jiàn)，但從作用機(jī)理來(lái)看，微生物對(duì)鈾的生物還原作用可使鈾尾礦(渣)中被氧化的、溶解態(tài)的鈾轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原態(tài)沉積并固定下來(lái)(以類似于晶質(zhì)鈾礦或?yàn)r青鈾礦的形態(tài)存在)，不再被持續(xù)淋溶并向滲水中遷移，通過(guò)治理尾礦(渣)而減少滲水中的污染物濃度；此外，沉積態(tài)的鈾顆粒物和不斷繁殖的微生物對(duì)尾礦(渣)能夠起到包裹和充填作用，使尾礦(渣)的孔隙率不斷降低，減少滲水產(chǎn)生量，達(dá)到減量并提質(zhì)的雙重作用，該技術(shù)在鈾尾渣的污染防控中具有適用性和可行性。

3 技術(shù)應(yīng)用前景與展望

3.1 應(yīng)用前景

受限于石灰中和等常規(guī)處置技術(shù)自身的缺陷，我國(guó)鈾尾礦(渣)庫(kù)的退役治理存在滲水處理的技術(shù)難題，一定程度上影響退役治理的完整性和有效性。在當(dāng)前我國(guó)南方硬巖大范圍停產(chǎn)待退役的狀態(tài)下，新的源頭污染控制技術(shù)的突破，是必要而急迫的。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，國(guó)家對(duì)鈾礦山污染治理要求將會(huì)持續(xù)大幅提高，遺留的百余座尾礦(渣)庫(kù)、廢石場(chǎng)面臨退役及后續(xù)長(zhǎng)期監(jiān)護(hù)。另外還存在部分污染工業(yè)場(chǎng)地、污染地下水等潛在治理源項(xiàng)，微生物還原固化技術(shù)對(duì)放射性鈾等污染物的治理均存在適用性和可行性。同時(shí)，微生物還原固定技術(shù)無(wú)需使用化學(xué)藥劑，具有顯著的處理成本低、無(wú)二次污染的優(yōu)勢(shì)，在維持良好的生長(zhǎng)條件時(shí)，微生物具有良好的自我繁殖能力，其對(duì)金屬的修復(fù)效果可持續(xù)，能夠從源頭上解決了污染物的溶出問(wèn)題，因此，該技術(shù)的在鈾尾礦(渣)滲水的污染防控中具有廣闊的應(yīng)用前景。

3.2 技術(shù)展望

從國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀來(lái)看，微生物對(duì)鈾污染土壤、地下水和廢水治理和修復(fù)的研究較多，實(shí)驗(yàn)室級(jí)別的小試取得了較多成功，但由于微生物受環(huán)境條件影響較大，無(wú)論是直接應(yīng)用于放射性尾礦(渣)庫(kù)，還是規(guī)?；闹性囋囼?yàn)和工程驗(yàn)證相對(duì)較少，工程技術(shù)基礎(chǔ)尚未成熟。因此，在加快該項(xiàng)技術(shù)研發(fā)的同時(shí)，從技術(shù)研究方向和成果轉(zhuǎn)化角度出發(fā)，還需注意以下兩方面的難點(diǎn)：

(1)維持微生物修復(fù)效果的長(zhǎng)期穩(wěn)定性

微生物在自然環(huán)境中雖諸多存在，但各類菌群都有自身生長(zhǎng)的適宜條件，對(duì)于本項(xiàng)技術(shù)潛在的功能微生物來(lái)說(shuō)，投放到環(huán)境中后，不僅受到溫度、濕度、含氧量、養(yǎng)分等影響，還會(huì)與土著菌種相互抑制或共生發(fā)展，這些都會(huì)對(duì)其功能的發(fā)揮產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響到修復(fù)效果的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。對(duì)于此問(wèn)題的解決，除在功能微生物篩選和培養(yǎng)時(shí)進(jìn)行不斷馴化外，還需考慮與土著微生物的調(diào)配，并在實(shí)際環(huán)境中進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀測(cè)和培養(yǎng)基質(zhì)的改良，以保障微生物還原固化效果達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)。此外，采用緩釋型固定化載體，使微生物高度密集并為其提供持續(xù)的營(yíng)養(yǎng)，也是使其效果維持的一種重要方式。

(2)優(yōu)化微生物技術(shù)工程化應(yīng)用方案

技術(shù)研發(fā)的最終目標(biāo)是工程轉(zhuǎn)化，由于治理鈾尾礦(渣)庫(kù)等對(duì)象規(guī)模巨大，所需微生物菌劑量也相應(yīng)提高，同時(shí)，也為了盡可能避免開(kāi)放環(huán)境下各類因素變化對(duì)治理效果的影響，微生物技術(shù)的工程化應(yīng)用就需要解決大規(guī)模培養(yǎng)、精準(zhǔn)注入工程技術(shù)、厭氧條件構(gòu)建、修復(fù)效果維持等工程化問(wèn)題，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性前提下，確定最佳工程化治理技術(shù)方案。