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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 某鈾礦鈾強(qiáng)富集植物的快速篩選
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 綜合考察鈾礦礦區(qū)植物的生態(tài)學(xué)分布情況，快速篩選鈾強(qiáng)富集植物。①植物研究的快速篩選--重點(diǎn)選出優(yōu)勢(shì)植物作為目標(biāo)植物；②方法研究的快速篩選—重點(diǎn)鎖定目視比色法和微量滴定法。最后將篩選到的具有開(kāi)發(fā)推廣價(jià)值的某種鈾強(qiáng)富集植物進(jìn)行植物離體快繁技術(shù)初步探索。
- 詳細(xì)介紹：
- 采用生態(tài)學(xué)研究方法在某鈾礦區(qū)周邊設(shè)置植物采樣區(qū)并對(duì)樣地內(nèi)的植物種類、數(shù)量及生態(tài)分布情況進(jìn)行調(diào)研，通過(guò)生態(tài)學(xué)重要值的計(jì)算選出優(yōu)勢(shì)植物為主要的目標(biāo)植物，通過(guò)生態(tài)學(xué)采樣方法對(duì)目標(biāo)植物進(jìn)行采集，再進(jìn)一步測(cè)定目標(biāo)植物樣品吸附鈾的含量，以篩選鈾強(qiáng)富集植物。 2009年采用5Br-PADAP顯色目視比色法對(duì)采集的30種優(yōu)勢(shì)植物進(jìn)行了初篩并獲得了成功。但該方法較粗放，測(cè)定范圍較寬，結(jié)果準(zhǔn)確度不高，而且在樣品實(shí)驗(yàn)分析中有錳離子干擾。 2010年采用改良式亞鈦還原釩酸銨微量滴定法對(duì)采集的50種優(yōu)勢(shì)植物（涵蓋09年采集的30種植物）進(jìn)行了復(fù)篩并獲得了很大的成功。分析得出芒草、辣蓼、刺柏、鴨跖草、海金沙、鳳尾蕨、野棉花等七種植物鈾富集系數(shù)均大于1，其中野棉花富集系數(shù)達(dá)到4.1968。該方法操作簡(jiǎn)便，分析范圍較窄，準(zhǔn)確度高（可以精確到十萬(wàn)分之三），樣品分析無(wú)干擾，每滴定分析一個(gè)樣品僅需5分鐘，適宜進(jìn)行批量檢測(cè)。 由于野棉花具有較大的生物量和很高的欣賞價(jià)值，富集系數(shù)高出其他鈾強(qiáng)富集植物3倍多，具有植物修復(fù)推廣價(jià)值。基于此，課題在鈾富集植物快速篩選的基礎(chǔ)上進(jìn)一步對(duì)野棉花的離體快繁技術(shù)進(jìn)行了初步的探索，并取得了成功。 經(jīng)過(guò)二年的努力，課題共獲得7種鈾強(qiáng)富集植物，并確定了“改良的亞鈦還原釩酸銨滴定法測(cè)定鈾含量”方法非常適合用于鈾富集植物的快速篩選，建立了鈾強(qiáng)富集植物野棉花的離體快繁技術(shù)。這項(xiàng)研究成果國(guó)內(nèi)外均未見(jiàn)報(bào)道，具有領(lǐng)先性，開(kāi)辟了快速篩選鈾超富集植物的新途徑，對(duì)核泄漏、鈾尾礦壩等植物修復(fù)技術(shù)的研究具有很大的意義。
作品圖片
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 綜合考察鈾礦礦區(qū)植物的生態(tài)學(xué)分布情況，快速篩選鈾強(qiáng)富集植物。①植物研究的快速篩選--重點(diǎn)選出優(yōu)勢(shì)植物作為目標(biāo)植物；②方法研究的快速篩選—重點(diǎn)鎖定目視比色法和微量滴定法。最后將篩選到的具有開(kāi)發(fā)推廣價(jià)值的某種鈾強(qiáng)富集植物進(jìn)行植物離體快繁技術(shù)初步探索。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 科學(xué)性：①科學(xué)選擇目標(biāo)植物，縮小了篩選植物的的范圍； ②科學(xué)分析測(cè)定目標(biāo)植物吸附鈾的含量； ③科學(xué)開(kāi)展鈾強(qiáng)富集植物組織培養(yǎng)和快繁研究。 先進(jìn)性：鈾強(qiáng)富集植物的篩選，國(guó)內(nèi)才剛起步，很少報(bào)道。 獨(dú)到之處：快速篩選方法的研究，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)的空白。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 通過(guò)篩選鈾強(qiáng)富集植物及離體快繁技術(shù)研究，可用于植物修復(fù)以減少核泄漏，改造鈾廢棄的尾礦壩等造成的核污染，改善生態(tài)環(huán)境，對(duì)植物富集鈾后的生物量可進(jìn)行燃燒發(fā)電或?qū)⑵渲械拟櫶崛〕鰜?lái)加以回收利用。
學(xué)術(shù)論文摘要
- [1] Vandenhove H, Cuypers A, Van H M, et al. Oxidative stress reactions induced in beans（Phaseolus vulgaris）following exposure to uranium[J].Plant Physiology and Biochemistry, 2006, 44：795-805. [2] 宋金如.鈾礦石的化學(xué)分析[M].北京：原子能出版社，2006，30-31 [3] 徐俊,龔永兵等. 《三種植物對(duì)鈾耐性及土壤中鈾吸收積累差異的研究》[J].《化學(xué)研究與應(yīng)用》.2009，21(3).322-326 等。
獲獎(jiǎng)情況
- 1、論文“某鈾礦九種優(yōu)勢(shì)草本植物鈾的測(cè)定”已經(jīng)發(fā)表在中文核心期刊《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》2011,34(3):29-31，署名挑戰(zhàn)杯參賽作品； 2、該作品前期項(xiàng)目“某鈾礦植物生態(tài)分布調(diào)查和鈾富集植物初篩”在2009年學(xué)?？萍紕?chuàng)新基金項(xiàng)目中獲得特等獎(jiǎng)； 3、參與的相關(guān)項(xiàng)目“水蕹離體快繁及種質(zhì)資源選育研究”在2010年學(xué)?？萍紕?chuàng)新基金項(xiàng)目評(píng)審中獲得專家好評(píng)。
鑒定結(jié)果
- 這項(xiàng)研究成果國(guó)內(nèi)外均未見(jiàn)報(bào)道，具有領(lǐng)先性，開(kāi)辟了快速篩選鈾超富集植物的新途徑，對(duì)核泄漏、鈾尾礦壩等植物修復(fù)技術(shù)的研究具有很大的意義。
參考文獻(xiàn)
- [1] Vandenhove H, Cuypers A, Van H M, et al. Oxidative stress reactions induced in beans（Phaseolus vulgaris）following exposure to uranium[J].Plant Physiology and Biochemistry, 2006, 44：795-805. [2] Kaplan D I , Serkiz S M. Quantification of thorium and uranium sorption to contaminated sediments[J].Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry ,2001 ,248 (3) :529-535. [3] A.J.M.Baker,R.R.Brooks.Terrestrial higher plants which accumulate metallic elements-a review of their distribution[J].Ecology and Phytochemistry,Biorecover,1989,1:81-126. [4] 宋金如.鈾礦石的化學(xué)分析[M].北京：原子能出版社，2006，30-31 [5] 唐麗,柏云,鄧大超,等.修復(fù)鈾污染土壤超積累植物的篩選及積累特征研究.核技術(shù),2009,32（2）：136-141. [6] 袁宜如; 李曉云. 鶴望蘭組織培養(yǎng)研究進(jìn)展. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) ,2010,(28). [7] 徐俊,龔永兵等. 《三種植物對(duì)鈾耐性及土壤中鈾吸收積累差異的研究》[J].《化學(xué)研究與應(yīng)用》.2009，21(3).322-326 等。 申報(bào)材料清單（申報(bào)論文一篇，相關(guān)資料名稱及數(shù)量） 申報(bào)論文一篇；
同類課題研究水平概述
- 縱觀國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，我國(guó)鈾礦輻射環(huán)境綜合治理方面在政策研究上，在鈾礦廢液的排放、回收利用以及無(wú)害化治理等方面都做了一些工作，也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。但鈾礦廢水治理技術(shù)的理化實(shí)驗(yàn)研究還有許多技術(shù)難題。 采取各種措施修復(fù)鈾污染土壤，清除污染土壤中的鈾或降低土壤中鈾的活性和有效態(tài)組分，以期恢復(fù)土壤生態(tài)系統(tǒng)的正常功能，減少土壤鈾向食物鏈和地下水的轉(zhuǎn)移，是一條環(huán)境治理的有效途徑。但鈾污染治理的理化方法，投資昂貴，只能治理小面積污染。修復(fù)成本低且能大面積推廣應(yīng)用的重金屬污染植物修復(fù)技術(shù)為鈾污染治理提供了新途徑，也是今后的發(fā)展趨勢(shì)。 植物修復(fù)是利用植物提取、吸收、分解、轉(zhuǎn)化或固定土壤、沉積物、污泥或地表、地下水中有毒有害的污染物技術(shù)的總稱。1983年，Chaney首次提出利用某些能夠超富集重金屬的植物清除土壤重金屬的思想，這一思想很快受到世界研究者的重視。Kaplan針對(duì)美國(guó)南卡羅萊納州薩凡納河受污染的濕地沉積物采用連續(xù)提取試驗(yàn)揭示了鈾和釷束縛于沉積物中的能力相對(duì)較弱，表明對(duì)該沉積物采用植物修復(fù)的辦法將是可行的。Dana報(bào)道了利用風(fēng)滾草(Russian thistle) 對(duì)美國(guó)新墨西哥州南部干旱環(huán)境中的貧鈾污染進(jìn)行植物提取修復(fù)。在開(kāi)花前收獲的風(fēng)滾草吸收了大量的貧鈾，推測(cè)其可能原因是植物在提取過(guò)程中利用金屬合成了色素之故。Mkandawire研究了利用浮萍(Lemna gibba L.)進(jìn)行植物修復(fù)鈾尾礦水中鈾的能力。國(guó)內(nèi)植物修復(fù)方面的研究起步較晚些，徐俊[等采用溶液培養(yǎng)結(jié)合土壤培養(yǎng)的方法，研究了小白菜、冬莧菜和菠菜對(duì)鈾的耐性及土壤中鈾吸收積累的差異。唐麗等以十字花科、錦葵科、菊科共十種植物為研究材料，采用ICP-AES 分析方法測(cè)定植物地上部分和根部鈾的含量。國(guó)外一些研究者注意到了向日葵根系積累鈾的濃度比水中高5000～10000 倍，且向日葵生物量較大，被認(rèn)為是處理鈾污染水體的首選植物材料。 盡管國(guó)內(nèi)外學(xué)者在研究中發(fā)現(xiàn)了一些富集鈾能力強(qiáng)的植物，但超強(qiáng)富集鈾的植物未見(jiàn)報(bào)道，鈾礦植物修復(fù)技術(shù)的系統(tǒng)研究資料還比較少見(jiàn)。
