在实际场地相关条件下,本研究将吸附U(VI)的施氏矿物和黄钾铁矾进行了生物还原培养,并监测了180天内U、Fe和S的液相和固相形态变化,及相关微生物群落的变化。化学、X射线吸收光谱、X射线衍射和电子显微镜结果表明,吸附U(VI)的施氏矿物经历了快速还原溶解和固相转化为针铁矿的过程。在该过程中,表面吸附的U(VI)部分被还原,大部分通过生物质或有机物上的羧基和磷酰基配体重新分配为单体U(VI)/U(IV)复合物。此外,微生物数据分析结果表明,这些过程可能是由发酵、硫酸盐和铁还原微生物群落的连续驱动。相比之下,吸附U(VI)的黄钾铁矾仅仅刺激了一些发酵微生物群落的生长,并经历了非常有限的还原溶解,因此仍处于初始状态,也没有检测到矿物学转变和固相U的还原/重新分配。因此,这两次生物培养实验不会引起U重新释放到水相,并导致其环境风险的增加。上述研究发现对于理解施氏矿物/黄钾铁矾与微生物群落的相互作用,及在各种酸性和富U环境中建立还原条件后U的共联行为和命运具有重要意义。图1 微生物介导的吸附U(VI)的施氏矿物和黄钾铁矾还原转化过程中U重分配的机制示意图Yu, C.; Johnson, A.; Karlsson, A.; Chernikov, R.; Sjöberg, V.; Song, Z.; Dopson, M.; Åström, M. E., Uranium Repartitioning during Microbial Driven Reductive Transformation of U(VI)-Sorbed Schwertmannite and Jarosite. Environmental Science & Technology 2024, 58, (41), 18324-18334.
https://doi.org/10.1021/acs.est.4c03645.
(该材料由胡世文整理)