本發(fā)明涉及一種環(huán)境治理中鈾污染土壤修復(fù)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種通過硫酸鹽還原菌混合菌，將鈾污染土壤中的u(vi)轉(zhuǎn)化為u(iv)并加以固定的一種利用硫酸鹽混合菌還原修復(fù)鈾污染土壤的處理方法。
背景技術(shù)：
核能作為一種重要的能源，越來越受到人們的重視。鈾作為核能的主要核燃料，其采冶的力度也越來越大。鈾礦的開采和冶煉產(chǎn)生了大量的含鈾廢石、鈾尾礦和含鈾土壤。同時，暴露于露天的廢石在雨水沖刷、風(fēng)化等作用下，廢石中的放射性鈾不斷淋浸析出，隨雨水擴散，勢必會造成該區(qū)域地表水和地下水的污染，進而造成大面積的低劑量的放射性污染。
核工業(yè)的迅速發(fā)展和核能的大規(guī)模開發(fā)應(yīng)用，導(dǎo)致了鈾資源的大量使用,鈾是一種長壽命元素，且具有很強的生物、化學(xué)毒性和很高的放射性。一旦進入土壤、水體和生態(tài)環(huán)境，將會帶來長期的放射性危害隱患,直接威脅到人類的身體健康；隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，放射性鈾進入到土壤中，引起了非常嚴重的土壤放射性鈾污染。
在被鈾污染的土壤中，鈾主要是以溶解態(tài)的六價鈾(u(vi))、鈾酰(uo22+)或多種氫氧化雙氧鈾和碳酸鈾酰鹽化合物的形式存在。這類形態(tài)的鈾溶解度很高，極易隨水流動遷移，從而造成大范圍的污染。溶解態(tài)的六價鈾會通過食物鏈最終進入到人體，進入人體后的鈾主要蓄積于肝臟、腎臟和骨骼中，根據(jù)劑量大小，可引起急性或慢性中毒，誘發(fā)多種疾病，引起肝臟損傷和誘發(fā)癌癥。我國國家標準gb23727-2009規(guī)定排放水中鈾的濃度不能超過0.05mg/l。
目前我國處理低濃度放射性土壤的傳統(tǒng)方法主要有吸附法、化學(xué)沉淀法、離子交換法等。吸附法和離子交換法具有較好的處理效果，但是使用的材料價格昂貴，并且離子交換劑的再生和處置較困難。因此，吸附法和離子交換法不適合處理大量水體，尤其是鈾污染地下水的處理?；瘜W(xué)沉淀法雖然成本較低，但是對于較低濃度水體處理效果不佳，并且容易造成二次污染。近些年，出現(xiàn)了一些新的處理方法，例如生物吸附法、膨潤土法、乳化膜法、零價鐵法。目前這些新技術(shù)可以解決傳統(tǒng)凈化處理工藝中存在的處理后污泥量大造成的二次污染和處理水量少等問題，但是也有其局限性。生物吸附法、零價鐵法和乳化膜法雖然處理工藝簡單，但對環(huán)境變化敏感，因此還處于實驗室階段。膨潤土法具有處理量大，成本低等優(yōu)點，但是對于極低鈾濃度的水體，其他化學(xué)成分干擾大，效率低。
綜上所述，采用傳統(tǒng)或新型方法處理低濃度鈾污染地下水，存在二次處理困難、容易造成二次環(huán)境污染、或者要么效率不高、要么價格昂貴等缺點。因此，研發(fā)新的資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的鈾污染土壤的修復(fù)方法，是我國環(huán)境修復(fù)科技工作者亟須進行的緊迫任務(wù)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，適應(yīng)現(xiàn)實需要，提供一種通過硫酸鹽還原菌混合菌，將鈾污染土壤中的u(vi)轉(zhuǎn)化為u(iv)為穩(wěn)定的、溶解度很低的四價鈾(u(iv))，并加以固定的一種利用硫酸鹽混合菌還原修復(fù)鈾污染土壤的處理方法；該方法即具有修復(fù)成本低、修復(fù)周期短、修復(fù)效果好，又具有工藝流程短，無二次污染等多重優(yōu)點。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
設(shè)計一種利用硫酸鹽混合菌還原修復(fù)鈾污染土壤的處理方法，本方法它包括如下步驟：
（1）配置硫酸鹽還原菌混合菌；
（2）將鈾污染土壤加水攪拌混合成漿狀，之后將ph調(diào)至5.0-7.5的范圍內(nèi)；
（3）向步驟（2）中按1-3%的體積比投加步驟（1）所述的硫酸鹽還原菌混合菌，同時按5g/l的量投加碳源物質(zhì)；
（4）將步驟（3）中的混合物置于密閉的容器/罐體/環(huán)境中避光靜置即可。
進一步的，步驟（2）中通過向鈾污染土壤中添加nahco3溶液調(diào)節(jié)鈾污染土壤的ph值。
進一步的，步驟（3）中的硫酸鹽還原菌混合菌為處于對數(shù)期的硫酸鹽還原菌混合菌。
進一步的，步驟（4）中應(yīng)置于35℃的密閉環(huán)境中靜置2.0-5.0天。
進一步的，進行步驟（4）前/中向密閉的容器/罐體/環(huán)境中或向密閉的容器/罐體/環(huán)境中的漿狀物料中充入惰性氣體。
進一步的，步驟（1）中的所述硫酸鹽還原菌混合菌以鈾尾礦庫土壤作為菌源，所用的富集培養(yǎng)基包含：kh2po4，0.5g/l；nh4cl，1g/l；na2so4，4g/l；cacl2，0.06g/l；mgso4×7h2o，0.06g/l；feso4×7h2o，0.2g/l；抗壞血酸，0.1g/l；酵母提取物，1g/l；乳酸鈉，5g/l。
本發(fā)明的有益效果在于：
本方法相比現(xiàn)有的技術(shù)方法，具有以下技術(shù)優(yōu)勢:
(1)本發(fā)明方法利用硫酸鹽還原菌混合菌生長代謝過程可接鈾污染土壤中的六價鈾進行還原并沉淀下來，使其不會隨著水體的流動而遷移，無需其他輔助手段，可操作性強；
(2)本發(fā)明方法處理工藝流程短，可實現(xiàn)鈾污染土壤修復(fù)中；
(3)本發(fā)明方法可采用廉價的碳源物質(zhì)，無需輔助其他除氧設(shè)備即可維持長期的修復(fù)效果，處理成本大大降低；
(4)本發(fā)明方法對處理低濃度的鈾污染土壤尤其有效，實施中可以長期維持鈾污染土壤中鈾濃度低于國家排放標準，且處理過程容易控制；
(5)本發(fā)明方法對鈾污染土壤修復(fù)過程中不添加任何有毒的化學(xué)試劑，不會對環(huán)境造成二次污染，尤其適用于鈾污染土壤的修復(fù)，同時也可應(yīng)用于其他有毒重金屬污染土壤的修復(fù)中；
（6）本發(fā)明方法與目前工業(yè)上應(yīng)用的方法相比，本發(fā)明具有處理工藝流程短，修復(fù)過程容易控制，設(shè)備簡單容易維護，無二次污染，運行成本低，鈾去除效率較高等優(yōu)點；同時，本本發(fā)明方法對推動我國鈾礦冶放射性污染治理技術(shù)的進步，提高環(huán)境治理的效率，具有重要的意義。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進一步說明：
實施例1：一種利用硫酸鹽混合菌還原修復(fù)鈾污染土壤的處理方法，本方法它包括如下步驟：
（1）配置硫酸鹽還原菌混合菌；配置硫酸鹽還原菌混合菌時以鈾尾礦庫土壤作為菌源，所用的富集培養(yǎng)基包含：kh2po4，0.5g/l；nh4cl，1g/l；na2so4，4g/l；cacl2，0.06g/l；mgso4×7h2o，0.06g/l；feso4×7h2o，0.2g/l；抗壞血酸，0.1g/l；酵母提取物，1g/l；乳酸鈉，5g/l；其中乳酸鈉既為（硫酸鹽還原菌）srb生長代謝的能源，也為電子供體。
（2）通過向鈾污染土壤中添加nahco3溶液將鈾污染土壤加水攪拌混合成漿狀或粘稠狀，之后將ph調(diào)至5.0-7.5的中性范圍內(nèi)。
（3）向步驟（2）中按1-3%的體積比投加步驟（1）制得的處于對數(shù)期的硫酸鹽還原菌混合菌，同時按5g/l的量投加碳源物質(zhì)。
（4）將步驟（3）中的混合物置于密閉35℃的容器/罐體/環(huán)境中避光靜置2.0-5.0即可；由于硫酸鹽還原菌混合菌為厭氧菌落，在進行步驟（4）前/中還可以向密閉的容器/罐體/環(huán)境中或向密閉的容器/罐體/環(huán)境中的漿狀物料中充入惰性氣體；在微氧條件下，微生物還原和固定的u(iv)可以持續(xù)保持穩(wěn)定狀態(tài)，從而保持鈾污染土壤中的鈾濃度低于國家排放標準。
通過靜置，硫酸鹽還原菌混合菌在有碳源提供代謝生長所需能量同時作為電子供體的條件下，硫酸鹽還原菌混合菌可將鈾污染土壤中的u(vi)還原為u(iv)并將其形成沉淀固定下來。
為驗證本發(fā)明方法的可行性，本發(fā)明方法的實驗室試驗驗證如下：
試驗一：
（?。┮遭櫸驳V庫土壤作為菌源培養(yǎng)菌種，其中配制富集培養(yǎng)基包含kh2po4，0.5g/l；nh4cl，1g/l；na2so4，4g/l；cacl2，0.06g/l；mgso4×7h2o，0.06g/l；feso4×7h2o，0.2g/l；抗壞血酸，0.1g/l；酵母提取物，1g/l；乳酸鈉，5g/l。
為保證微氧狀態(tài)，取500ml上述的富集培養(yǎng)基及10g新鮮鈾尾礦庫土壤置于500ml錐形瓶中，于35℃密閉條件下避光靜置培養(yǎng)；待液體變黑表明有硫酸鹽還原菌，如此接種培養(yǎng)3-5代，即可得到以硫酸鹽還原菌為優(yōu)勢菌的混合菌。
（ⅱ）自制鈾污染土壤：
鈾污染土壤中含有如下成分，含量(g/l)如下：kh2po4，0.05；nh4cl，0.25；na2so4，4；cacl2，0.06；mgso4，0.06；酵母提取物，0.1；乳酸鈉，5。
為維持試驗體系微氧的條件，在多個600ml錐形瓶中各加550ml模擬的含有鈾污染土壤的廢水，碳源含量均為5g/l，并分別加入鈾標（鈾標濃度1g/l，用nahco3預(yù)處理），并將多個錐形瓶中的ph值分別調(diào)至4、5、6、7、8。
(ⅲ)向（ⅱ）中制得的含有鈾污染土壤的廢水（初始濃度為c0=20mg/l，碳源含量為5g/l）中按體積比1%投加（?。┲械牧蛩猁}還原菌混合菌，于35℃條件下密閉避光靜置培養(yǎng)，每隔12h測定水體中u(vi)的含量。
分析可知，當ph值為7時，48h時鈾的去除率達99.2%，具有很好的去除效果。
試驗二：
（ⅰ）以鈾尾礦庫土壤作為菌源培養(yǎng)菌種，其中配制富集培養(yǎng)基包含kh2po4，0.5g/l；nh4cl，1g/l；na2so4，4g/l；cacl2，0.06g/l；mgso4×7h2o，0.06g/l；feso4×7h2o，0.2g/l；抗壞血酸，0.1g/l；酵母提取物，1g/l；乳酸鈉，5g/l；
為保證微氧狀態(tài)，取500ml上述的富集培養(yǎng)基及10g新鮮鈾尾礦庫土壤置于500ml錐形瓶中，于35℃密閉條件下避光靜置培養(yǎng)；待液體變黑表明有硫酸鹽還原菌，如此接種培養(yǎng)3-5代，即可得到以硫酸鹽還原菌為優(yōu)勢菌的混合菌。
（ⅱ）自制鈾污染土壤：
鈾污染土壤中含有如下成分，含量(g/l)如下：kh2po4，0.05；nh4cl，0.25；na2so4，4；cacl2，0.06；mgso4，0.06；酵母提取物，0.1；乳酸鈉，5。
為維持試驗體系微氧的條件，在多個600ml錐形瓶中各加550ml模擬的含有鈾污染土壤的廢水，并分別加入鈾標（濃度1g/l，用nahco3預(yù)處理），多個錐形瓶中的ph值均為7，多個錐形瓶中的碳源含量分別為5g/l、4g/l、3g/l、2g/l、1g/l。
(ⅲ)向（ⅱ）中制得的含有鈾污染土壤的廢水（初始濃度為c0=20mg/l，ph=7，溫度為35℃的條件下,）中按體積比1%投加（ⅰ）中的硫酸鹽還原菌混合菌，于35℃條件下密閉避光靜置培養(yǎng)，每隔12h測定水體中u(vi)的含量。
分析可知，在高濃度碳源時，硫酸鹽還原菌混合菌具有更好的去除率，在低碳源的情況下，硫酸鹽還原菌混合菌對u(vi)仍具有很高的去除率，在120h時，其硫酸鹽還原菌混合菌去除率達93.4%。
試驗三：
（?。┮遭櫸驳V庫土壤作為菌源培養(yǎng)菌種，其中配制富集培養(yǎng)基包含kh2po4，0.5g/l；nh4cl，1g/l；na2so4，4g/l；cacl2，0.06g/l；mgso4×7h2o，0.06g/l；feso4×7h2o，0.2g/l；抗壞血酸，0.1g/l；酵母提取物，1g/l；乳酸鈉，5g/l。
為保證微氧狀態(tài)，取500ml上述的富集培養(yǎng)基及10g新鮮鈾尾礦庫土壤置于500ml錐形瓶中，于35℃密閉條件下避光靜置培養(yǎng)；待液體變黑表明有硫酸鹽還原菌，如此接種培養(yǎng)3-5代，即可得到以硫酸鹽還原菌為優(yōu)勢菌的混合菌。
（ⅱ）自制鈾污染土壤：
鈾污染土壤中含有如下成分，含量(g/l)如下：kh2po4，0.05；nh4cl，0.25；na2so4，4；cacl2，0.06；mgso4，0.06；酵母提取物，0.1；乳酸鈉，5。
為維持試驗體系微氧的條件，在多個600ml錐形瓶中各加550ml模擬的含有鈾污染土壤的廢水，并分別加入鈾標（濃度1g/l，用nahco3預(yù)處理），多個錐形瓶中的ph值均為7，多個錐形瓶中的碳源含量均為1g/l。
(ⅲ)向（ⅱ）中制得的含有鈾污染土壤的廢水（初始濃度為c0=20mg/l，ph=7，溫度為35℃的條件下,）中按體積比1%投加（ⅰ）中的硫酸鹽還原菌混合菌，于35℃條件下密閉避光靜置培養(yǎng)，在120h時，以13000r/min的轉(zhuǎn)速離心10min收集最終菌液及含鈾混合物，而后將沉淀物冷凍干燥，經(jīng)過x射線光電子能譜分析（xps），結(jié)果表明沉淀物中有u(iv)的存在。表明srb已將u(vi)還原為u(iv)。
綜上可知，通過本發(fā)明可以將鈾污染土壤中的u(vi)轉(zhuǎn)化為u(iv)為穩(wěn)定的、溶解度很低的四價鈾(u(iv))，最終u(vi)的去除率可達到90%以上，從而修復(fù)鈾污染土壤。
本發(fā)明的實施例公布的是較佳的實施例，但并不局限于此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，極易根據(jù)上述實施例，領(lǐng)會本發(fā)明的精神，并做出不同的引申和變化，但只要不脫離本發(fā)明的精神，都在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。