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在国家核设施退役和放射性废物处理专题研究项目(12Zg6104)资助下,围绕环境优势微生物腐蚀高放废物处置材料展开研究,以铀尾矿场址土壤及甘肃北山高放废物预选场址土壤中筛选的优势微生物菌群作为高放废物处置库材料普通碳素钢Q235A钢片和水泥的腐蚀基质,采用分批补料培养的方式进行培养,通过钢片腐蚀速率的测定、钢片试件的电化学测试以及砂浆的力学性能、耐久性能、微观成分及形貌进行测试,研究了微生物(细菌、真菌和放线菌)对Q235A的腐蚀行为及对水泥砂浆的腐蚀影响。旨在为高放废物地质处置的安全性评估提供科学依据。结果表明：(1)铀尾矿重度污染区和核废物处置预选场址中度污染区土壤中细菌菌群SB4和NB 3,铀尾矿重度污染区和核废物处置预选场址中度污染区土壤中的真菌菌群SF4和NF3,以及铀尾矿低度污染区和高放废物处置预选场址中度污染区土壤中的放线菌菌群S L6和NL3,延缓期较短,菌量较大,稳定期较长,作为优势微生物的代表；两次补料培养方式,微生物维持活性期较一次更长；两次补料SB4、NB3、 SF4、NF3、SL6和NL3时间分别是72h和196h,60和186h,84h和186h,84h和196h,72h和196h,60h和196h；三类微生物培养基中,真菌pH值维持在6左右,酸性水平(2)长期浸泡腐蚀钢片Q235A实验,扫描电子显微镜结果显示,微生物存在的条件下,主要是点蚀为主；微生物对钢片的腐蚀速率随着时间的增加增大,腐蚀龄期为240d时,细菌SB 4和NB3分别增大到了0.164和0.165 mm/a,而无菌培养基则相对较低,为0.071 mm/a,真菌SF4和NF3分别增大到了0.184和0.201 mm/a,而无菌培养基为0.085 mm/a,放线菌SL6和NL3分别增大到了0.160和0.164 mm/a,而无菌培养基为0.076 mm/a。电化学测试发现,当有菌存在的条件下,开路电位降低,腐蚀电位降低,腐蚀电流增大,说明此条件下Q235A更容易受到腐蚀作用,同时造成局部微电池,加速金属阳极溶解,微生物的存在促进了试件的腐蚀。(3)长期浸泡腐蚀水泥砂浆实验,随着腐蚀龄期的增长,在微生物作用下水泥砂浆试件的抗压强度明显低于无菌对照组,腐蚀龄期为280 d时,细菌SB4和NB3组的抗压耐腐蚀系数分别降到0.73和0.73,而无菌组为0.81；真菌SF4和NF3组的抗压耐腐蚀系数分别为0.71和0.72,而无菌组为0.81；放线菌SL6和NL3抗压耐腐蚀系数分别为0.74和0.73,而无菌组为0.82。然而,微生物组质量损失率和碳化深度均高于对照组。腐蚀龄期为280 d时,细菌SB4和NB3碳化深度分别达4.07 mm和3.98 mm,与无菌组相比,平均增长了178.48%和168.78%；真菌SF4和NF3碳化深度分别达4.21 mm和4.57 mm,与无菌组相比,平均增长了308.48%和328.12%；放线菌SL6和NL3碳化深度分别达3.96 mm和3.87 mm,与无菌组相比,平均增长了189.48%和178.52%。微观结构显示微生物存在的条件下更易生成钙矾石晶体从而影响砂浆的力学性能及耐久性(4)腐蚀龄期为2d时,扫描电子显微镜结果显示,微生物在材料表面形成单层膜结构,随着腐蚀龄期的增长,在9d时,钢片试件表面形成完整的生物膜。在30d后,微生物不均匀的分布在试件表面红外图谱结果显示,微生物膜含有O-H,-CH3,C=C,C-C和C-O官能团结构。本研究的结果为全面的解释优势微生物腐蚀高放废物处置材料腐蚀机理提供参考数据,为高放废物处置材料的微生物腐蚀防护奠定基础。