微生物对高放废物处置材料铜及膨润土的影响.pdf

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1、微生物对高放废物处置材料铜及膨润土的影响2013李波硕士生物学罗学刚教授教授万方数据ClassifiedIndex：X591U.D.C：504SouthwestUniversityofScienceandTechnologyMasterDegreeThesisEffectsofmicroorganismonradionuclidedisposalofmaterialscopperandbentoniteGrade:2013Candidate:BoLiAcademicDegreeAppliedfor:MasterDegreeSpeciality:BiologySupervisor:Prof.

2、XuegangLuoApr.9,2016万方数据万方数据西南科技大学硕士研究生学位论文第I页摘要针对高放废物处理处置工程屏障材料微生物腐蚀的关键科技问题，本论文以高放废物处置预选材料铜及膨润土为研究主体，探索处置库预选区土壤中优势放线菌、真菌和细菌菌群对其的腐蚀影响。采用分批补料和小麦固体培养的微生物培养方法分别建立360d的液体浸泡和固体填埋腐蚀体系；通过表面分析技术和电化学方法分析比较三种土壤优势菌群对紫铜的腐蚀行为；通过表征吸蓝量、阳离子交换量、热分析和X射线衍射（XRD）分析比较三种土壤优势菌群对膨润土的腐蚀影响。高放废物处理处置工程屏障材料与微生物腐蚀的研究，可为高放废物地质处理

3、处置设计和工程屏障材料的选择提供一定的科学参考。研究结果如下：（1）液体浸泡环境中，添加5.5倍高浓度培养基可以维持三种菌群一定周期内的持续活性；微生物附着在紫铜表面形成生物膜，以小孔腐蚀的方式进行，随着腐蚀天数的增加，小孔孔径增加并形成裂缝；紫铜表面腐蚀产物成分相同但形态不同；不同菌群所形成的生物膜成分及其内溶物存在一定的差异，在紫铜表面构成不同的微电池腐蚀环境，致使不同菌群对紫铜的腐蚀行为存在差异；三种菌群均加速紫铜的腐蚀进程，呈现为细菌＞真菌＞放线菌。（2）固体填埋环境中，紫铜表面未覆盖致密完整的生物膜而形成明显的脱落区和未脱落区，脱落区分布孔径很小的腐蚀小孔，未脱落区则形成明显的裂

4、缝；腐蚀产物的成分和积累状态与紫铜的腐蚀进程相关，三种菌群均加速紫铜的腐蚀进程，呈现为真菌＞细菌＞放线菌。（3）液体浸泡环境中，三种菌群均促使膨润土吸蓝量下降，腐蚀360d后呈现为真菌＞放线菌＞细菌；三种菌群均促使膨润土阳离子交换量下降，对Mg2+的释放为促进作用，呈现为放线菌＞真菌＞细菌；对Ca2+的释放为抑制作用，呈现为放线菌最大，真菌与细菌相当；共生于膨润土中的菌群，促使吸附水和层间水含量降低，且吸附能力下降，间接的影响其结构水和高级结构，热稳定性下降；XRD衍射峰小角度区蒙脱石峰、石英峰和方解石峰均在一定程度上减弱，峰形变宽；小角度区对应蒙脱石出峰位点包含两类物质，一类含C的化合物

5、和一类与蒙脱石元素组成相似的化合物。（4）固体填埋环境中，三种菌群均促使膨润土吸蓝量下降，腐蚀360d后细菌菌群使其下降程度小于放线菌和真菌菌群；三种菌群均促使膨润土阳万方数据西南科技大学硕士研究生学位论文第II页离子交换量下降，对Mg2+的释放为促进作用，对Ca2+的释放为抑制作用；三种菌群均促使膨润土第一和第三阶段的失重率下降，而第二阶段的失重率显著增加，且总失重率下降，热稳定性下降；小角度区对应蒙脱石出峰位点处的物质包含两类，一类含C、H、N的化合物和一类与蒙脱石元素组成相似的化合物。菌群代谢产物中一些腐蚀性物质对膨润土的层状结构造成一定的影响，使其吸蓝量、阳离子交换量和热稳定性下降

6、。关键词：高放废物工程屏障铜膨润土微生物腐蚀万方数据西南科技大学硕士研究生学位论文第III页AbstractForthescientificissuesofmicrobiologicalcorrosiononradionuclidedisposalmaterials,thecopperandbentonitewereusedasresearchobject,whichactedasthepre-selectedmaterialsforhigh-levelradioactivewasterepository.Thispaperexploredthecorrosioninfluenceonth

7、istwomaterialsbydominantactinomycetes,fungiandbacteriaflora,whichwereisolatedfromthesoilofBeishaninGansu.The360dliquid-immersionandsolid-landfillcorrosionenvironmentwerebuiltbyfed-batchmethodandwheatmediumrespect