俄罗斯科学院揭示微生物生物修复降低地下水锕系元素含量机制

2026年9月1日消息，俄罗斯科学院维尔纳茨基地球化学与分析化学研究所研究人员联合俄罗斯科学院物理化学与电化学研究所等机构，研究了硝酸盐污染地下水生物修复过程中，影响铀、钚和镎等锕系元素分布的生物地球化学机制。

放射性核素污染地下水是核燃料综合设施相关区域面临的重要环境问题。铀、钚、镎等长寿命锕系元素进入环境后，可能随地下水迁移较远距离。生物修复通过激发地下环境中的天然微生物过程，改变地球化学条件，被认为是治理污染区域的一种潜在方法。

研究团队选取西伯利亚化工厂附近一处废弃物处理场地下水作为对象。该区域此前已开展硝酸盐污染地下水生物修复。科研人员分别在修复结束后、修复一年后和两年后采集样品，测定地下水中锕系元素的存在形态，并通过模型评估其稳定性。

研究结果显示，生物修复后，地下水中溶解态铀浓度下降超过10倍，钚含量降至检测限以下。后续一年和两年的样品分析表明，尽管硝酸盐浓度和氧化还原条件发生变化，铀和钚并未出现明显再溶解。

对不同分散度组分中铀分布的分析发现，铀由主要以溶解态和纳米级形态存在，逐步转向与黏土及含铁组分结合的较大颗粒形态。热力学模拟结果表明，铀矿等难溶性锕系元素相，以及水铁矿、针铁矿、菱铁矿和硫化物相等含铁矿物的形成与稳定性得到维持。

俄罗斯科学院维尔纳茨基地球化学与分析化学研究所环境放射化学实验室高级研究员、化学博士伊万·米亚斯尼科夫表示，地下环境中的微生物转化不仅降低了溶解态锕系元素含量，也促使其重新分布到流动性较弱的分散相和矿物相中。