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地浸采铀生产中,地下水的铀污染问题越来越受到人们重视。与传统的物化处理法相比,生物处理法因其环保廉价适应性好,已成为铀矿冶环境治理的研究热点。本文以纤维单胞菌为研究对象,验证了电子中介体AQS可以提高纤维单胞菌的U(Ⅵ)去除率,验证了单质铁能够刺激纤维单胞菌还原U(Ⅵ),并对比研究了(1)无细胞组(2)菌体组(3)单质铁组(4)菌体+单质铁组(5)菌体+AQS组(6)菌体+单质铁+AQS六种体系对U(Ⅵ)的去除效果,揭示了AQS介导下纤维单胞菌与单质铁协同作用还原U(Ⅵ)的特性及其主要影响因素。得到以下主要结论:试验研究表明,在厌氧条件下,单质铁与纤维单胞菌还原U(Ⅵ)存在明显的协同作用。纤维单胞菌以AQS为电子中介体,利用单质铁被腐蚀释放的H2为电子供体,高效还原U(Ⅵ)。当存在AQS,p H为7,温度为30℃时,24小时内,单质铁与纤维单胞菌协同作用下,U(Ⅵ)去除率达97.6%;而在单质铁对照组中,U(Ⅵ)去除率仅为11.7%;在无细胞对照组中未观察到U(Ⅵ)减少。在单质铁的投加量对U(Ⅵ)还原的影响实验中,未添加单质铁时,反应24小时后U(Ⅵ)的去除率仅为44.1%,而添加单质铁的体系U(Ⅵ)的去除率在88.5%以上,表明单质铁与纤维单胞菌还原铀明显存在协同作用,当铁的投加量为2.0g/L时,对U(Ⅵ)去除的促进作用达到极限。在共存金属离子Cu2+、Ca2+等对U(Ⅵ)的还原有明显的抑制作用。相对而言,Mn2+、Cr6+的抑制作用较小。透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)-能量色散谱仪(EDS)结果表明,纤维单胞菌还原U(Ⅵ)后,菌体表面形成了较多不规则突起且菌体表面覆盖有铀沉淀物。纤维单胞菌菌体中沉积了铀元素。XPS结果表明,铀与纤维单胞菌相互作用后以U(Ⅳ)和U(Ⅵ)的混合物存在。通过XPS的峰面积计算,纤维单胞菌还原U(Ⅵ)后,U(Ⅳ)和U(Ⅵ)的含量分别为61.9%和38.1%。并且溶液中的铀大部分是稳定的UO2。