U(Ⅵ)在芽孢杆菌Bacillus sp.dwc-2上的矿化动力学研究

微生物诱导的U(Ⅵ)生物矿化会影响铀在环境中的化学形态和迁移行为,但目前对于生长和繁殖阶段的微生物诱导U(Ⅵ)矿化的动力学行为研究不多,相关的机制也不明确。本文从某拟用作极低放射性废物处置场场所的土壤中分离出1株芽孢杆菌Bacillus sp.dwc-2,考察了pH值、甘油磷酸钠(SGP)、U(Ⅵ)初始浓度等因素对Bacillus sp.dwc-2在生长繁殖过程中诱导U(Ⅵ)矿化动力学行为的影响,并对其矿化机制进行了探讨。结果表明,Bacillus sp.dwc-2可诱导U(Ⅵ)形成钠铀云母(NaUO_(2)PO_(4)·3H_(2)O)的晶体矿物,该过程作为一种酶促反应,受pH值、SGP浓度、U(Ⅵ)初始浓度等因素的显著影响;当U(Ⅵ)初始浓度从50 mg/L增加至150 mg/L时,刺激了处于生长迟滞期至对数期(培养0~12 h)菌体磷酸酶活性的表达和磷酸盐的代谢,使其诱导U(Ⅵ)的矿化行为发生在生长对数期(培养12 h);SGP浓度的增加促进了磷酸酶的催化反应速率,进而促进了U(Ⅵ)的矿化,当SGP的浓度从25 mmol/L增加到125 mmol/L时,Bacillus sp.dwc-2诱导U(Ⅵ)的矿化时间从其生长稳定期(培养24 h)提前至生长对数期(培养12 h);中性和碱性条件下,磷酸酶活性在生长迟滞期至对数期(培养0~12 h)快速增加,从而促进了磷酸盐的消耗和U(Ⅵ)的矿化,特别是在碱性条件下,沉积物在生长对数期(培养8 h)时即转化为明显的晶体矿物。