随着核能的和平利用,核工业生产环节产生的大量含铀废水在近地表和地下大量排放,造成了严重的放射性污染,危害公众安全。因此,了解铀的的形态分布、迁移、转化等复杂的生物地球化学反应对放射性废物地质处置的安全评估、放射性元素的回收以及放射性污染环境的生物修复都具有深远的意义。真菌广泛分布于自然界中,也是生物链中参与能量代谢和元素循环的重要组成部分,能够通过吸附、累积、矿化等行为影响铀的行为。因此,本论文针对广泛存在于自然界中的子囊门真菌Saccharomyces cerevisiae,以及放射性污染场地分离出的拟棘壳孢属真菌Pyrenochaetopsis sp.和放射性核素铀相互作用进行了系统的研究。主要结果如下:一、甲醛修饰啤酒酵母S.cerevisiae对铀的吸附行为研究1.甲醛修饰S.cerevisiae对铀酰离子具有显著的去除作用,并能有效地回收低浓度废水中的铀离子,在较低铀浓度条件下（1 mg/L）时,甲醛修饰S.cerevisiae对U（Ⅵ）的吸附能力甚至能达到活细胞的6倍。吸附动力学研究表明铀酰离子的吸附是一个快速的过程,大约90 min可以达到吸附动态平衡,吸附过程存在着电子共用和转移。吸附的最佳p H位于5.8附近,该值可能与细胞表面的离子状配体、氨基酸等电点以及铀酰离子的水解相关。Langmuir和Freundlich等温模型的拟合结果表明,甲醛修饰S.cerevisiae对铀酰离子的吸附是一种单分子层吸附。2.介观研究和光谱分析等表征手段表明,甲醛修饰改变了S.cerevisiae细胞的表面形貌,使蛋白结构发生了变化,氨基甲基化生成了羟甲基衍生物,在吸附铀酰之后,细胞表面覆盖了一层鳞片状的铀沉淀,铀的沉淀与络合物形式复杂,主要与-OH,-PO43-,-COO,C=O等基团进行相互作用,铀酰与羧酸根主要络合为双齿配位化合物。甲醛修饰S.cerevisiae与铀酰离子的相互作用还可能存在着络合、沉淀以及静电吸附等多种机理。X射线衍射光谱显示,甲醛修饰S.cerevisiae细胞无法将无定形态的U（Ⅵ）转化为晶体。二、啤酒酵母S.cerevisiae对铀的矿化过程1.U（Ⅵ）对S.cerevisiae细胞的毒性实验表明,约90%以上的S.cerevisiae细胞能在寡营养的水中维持活性达8 d以上,而在不同U浓度的溶液中,细胞则呈现出不同的生存曲线,以60%的活细胞计,在100 mg/L的U（Ⅵ）溶液中,S.cerevisiae至少能存活4 d以上。2.随着U（Ⅵ）快速地吸附到细胞表面,溶液中的U（Ⅵ）浓度迅速下降,Pi浓度以及溶液的p H值逐渐升高,体系的p H值最终稳定在～7.0,S.cerevisiae在U溶液中暴露1 d后,体系处于过饱和状态。当细胞在100 mg/L U（Ⅵ）中暴露不超过2 d时,表面沉积的U（Ⅵ）仍处于非晶态,随后出现的衍射峰证明非晶态的U被转化成四方晶体H2（UO2PO4）2·8H2O。介观研究表明在细胞与U相互作用的初期,U（Ⅵ）以不规则片状沉淀方式嵌入细胞表面,随着时间的延长,S.cerevisiae细胞表面无定形的沉淀逐渐消失,转化为稳定的结晶状的沉淀,该沉淀的主要成分是铀酰磷酸盐。晶体学信息表明,所形成的H2（UO2PO4）2·8H2O厚度为由最初的近百纳米逐渐演化到几十纳米,随着结晶时间的延长,S.cerevisiae细胞甚至能将UO22+调节生长成为近乎完美的晶体。3.S.cerevisiae对U的生物矿化过程分为表面吸附、非晶沉淀以及结晶三个阶段。三、拟棘壳孢属Pyrenochaetopsis sp.与铀的相互作用1.真菌Pyrenochaetopsis sp.在固体培养基上的生长受梯度U浓度影响,真菌的生长速率在0.01 m M的U中最大,在0.1 mM的U中最小,当培养基中U浓度＞0.1 mM时,真菌停止生长。低浓度的U（＜0.01 m M）能有效地促进真菌地生长。当液体培养基中添加0.01和0.1 m M U时,真菌Pyrenochaetopsis sp.对U的富集呈现出完全不同的趋势:在0.1 m M U中10 d后达到吸附平衡,并使溶液中U的水平维持在一个相对稳定的区间,而在0.01 m M U中,达到吸附平衡后发生U（Ⅵ）的解吸。2.真菌在固相或者液相生长过程中,细胞均通过菌丝将营养物质与污染物（U）从周围环境中富集到自身上,甚至能使真菌上积累的U浓度达到周围环境的10倍,通过XANES和XAFS光谱可知,浮游生长和固相生长的Pyrenochaetopsis sp.真菌在与U的络合方式上完全相同。在30天的时间尺度下,Pyrenochaetopsis sp.无法在好氧条件下利用电子供体,介导U（Ⅵ）的生物还原,而是利用自身的磷酸盐库,在磷酸酶作用下水解磷酸盐,并形成溶解度较低的类钙铀云母矿物。3.Na+浓度对铀酰磷酸盐的物种分布几乎没有影响。Fe3+在浓度过高时可能析出次生铁矿的沉淀物,使U（Ⅵ）沉淀在其表面并阻碍U-P的络合。Pi对U（Ⅵ）的沉积具有显著的浓度效应,仅当Pi摩尔浓度数倍于U（Ⅵ）时,才可能形成磷酸铀酰类络合物或矿物。以上结果增进了我们关于环境真菌对铀转化机理的认识,为后续将真菌应用到回收废水中的铀,以及大规模开展微生物对放射性污染土壤及地下水修复提供了理论依据。