6.1.2　铀

铀（uranium，U）的原子序数为92，主要有12种同位素。自然界中存在三种铀同位素（234U、235U 和238U），其半衰期长，有弱放射性。238U 是制造核燃料钚的原料；235U 主要用作核燃料，也是制造核武器的主要材料之一。铀相对稳定的价态是U（Ⅳ）和U（Ⅵ），广泛分布于土壤、矿物和水体中。

在水环境中，溶解度大的U（Ⅵ）aq有强的迁移能力。目前，纳米材料和生物技术吸附固化U（Ⅵ）的研究很多。U（Ⅳ）的溶解度小））≤（-60.2±0.24）][74]，易形成沉淀，沉积在含水层。显然，U（Ⅵ）aq还原为U（Ⅳ）可降低铀的迁移能力，减小污染风险。地杆菌和希瓦氏菌等微生物还原U（Ⅵ）aq是可用手段之一。

地下水中含有大量的无机离子，如、Ca2+、Mg2+、Na+等，影响U（Ⅵ）aq的生物还原过程。我国西北核试验场地下水中≈2 mmol/L。有研究指出，U（Ⅵ）aq的生物还原速率随碳酸盐浓度增大而降低 浓度高至几十mmol/L，甚至可完全抑制U（Ⅵ）aq的还原[75，76]。其原因可能是，与的配位作用降低了U（Ⅵ）的氧化还原电位值，如。

然而，由于U（Ⅵ）aq的种态分布及种态的活度和电位值高度依赖溶液的p H，特定p H 时U（Ⅵ）aq还原的热力学受限条件有可能被打破。即，特定p H 时U（Ⅵ）aq的生物还原反应仍可能快速发生，即使出现浓度较高的。U（Ⅵ）aq在细胞和矿物质表面的最大吸附百分数一般发生在p H=5～7[77，78]。我国西北核试验场的地下水中[Ca2+]≈6 mmol/L。研究结果表明，钙的存在限制甚至阻止了U（Ⅵ）aq的生物还原[79，80]，这对铀污染地下水的修复很不利。