基本信息
- 项目名称：
- 某铀矿铀强富集植物的快速筛选
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 综合考察铀矿矿区植物的生态学分布情况，快速筛选铀强富集植物。①植物研究的快速筛选--重点选出优势植物作为目标植物；②方法研究的快速筛选—重点锁定目视比色法和微量滴定法。最后将筛选到的具有开发推广价值的某种铀强富集植物进行植物离体快繁技术初步探索。
- 详细介绍：
- 采用生态学研究方法在某铀矿区周边设置植物采样区并对样地内的植物种类、数量及生态分布情况进行调研，通过生态学重要值的计算选出优势植物为主要的目标植物，通过生态学采样方法对目标植物进行采集，再进一步测定目标植物样品吸附铀的含量，以筛选铀强富集植物。 2009年采用5Br-PADAP显色目视比色法对采集的30种优势植物进行了初筛并获得了成功。但该方法较粗放，测定范围较宽，结果准确度不高，而且在样品实验分析中有锰离子干扰。 2010年采用改良式亚钛还原钒酸铵微量滴定法对采集的50种优势植物（涵盖09年采集的30种植物）进行了复筛并获得了很大的成功。分析得出芒草、辣蓼、刺柏、鸭跖草、海金沙、凤尾蕨、野棉花等七种植物铀富集系数均大于1，其中野棉花富集系数达到4.1968。该方法操作简便，分析范围较窄，准确度高（可以精确到十万分之三），样品分析无干扰，每滴定分析一个样品仅需5分钟，适宜进行批量检测。 由于野棉花具有较大的生物量和很高的欣赏价值，富集系数高出其他铀强富集植物3倍多，具有植物修复推广价值。基于此，课题在铀富集植物快速筛选的基础上进一步对野棉花的离体快繁技术进行了初步的探索，并取得了成功。 经过二年的努力，课题共获得7种铀强富集植物，并确定了“改良的亚钛还原钒酸铵滴定法测定铀含量”方法非常适合用于铀富集植物的快速筛选，建立了铀强富集植物野棉花的离体快繁技术。这项研究成果国内外均未见报道，具有领先性，开辟了快速筛选铀超富集植物的新途径，对核泄漏、铀尾矿坝等植物修复技术的研究具有很大的意义。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 综合考察铀矿矿区植物的生态学分布情况，快速筛选铀强富集植物。①植物研究的快速筛选--重点选出优势植物作为目标植物；②方法研究的快速筛选—重点锁定目视比色法和微量滴定法。最后将筛选到的具有开发推广价值的某种铀强富集植物进行植物离体快繁技术初步探索。
科学性、先进性及独特之处
- 科学性：①科学选择目标植物，缩小了筛选植物的的范围； ②科学分析测定目标植物吸附铀的含量； ③科学开展铀强富集植物组织培养和快繁研究。 先进性：铀强富集植物的筛选，国内才刚起步，很少报道。 独到之处：快速筛选方法的研究，填补了国内的空白。
应用价值和现实意义
- 通过筛选铀强富集植物及离体快繁技术研究，可用于植物修复以减少核泄漏，改造铀废弃的尾矿坝等造成的核污染，改善生态环境，对植物富集铀后的生物量可进行燃烧发电或将其中的铀提取出来加以回收利用。
学术论文摘要
- [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.铀矿石的化学分析[M].北京：原子能出版社，2006，30-31 [3] 徐俊,龚永兵等. 《三种植物对铀耐性及土壤中铀吸收积累差异的研究》[J].《化学研究与应用》.2009，21(3).322-326 等。
获奖情况
- 1、论文“某铀矿九种优势草本植物铀的测定”已经发表在中文核心期刊《环境科学与技术》2011,34(3):29-31，署名挑战杯参赛作品； 2、该作品前期项目“某铀矿植物生态分布调查和铀富集植物初筛”在2009年学校科技创新基金项目中获得特等奖； 3、参与的相关项目“水蕹离体快繁及种质资源选育研究”在2010年学校科技创新基金项目评审中获得专家好评。
鉴定结果
- 这项研究成果国内外均未见报道，具有领先性，开辟了快速筛选铀超富集植物的新途径，对核泄漏、铀尾矿坝等植物修复技术的研究具有很大的意义。
参考文献
- [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.铀矿石的化学分析[M].北京：原子能出版社，2006，30-31 [5] 唐丽,柏云,邓大超,等.修复铀污染土壤超积累植物的筛选及积累特征研究.核技术,2009,32（2）：136-141. [6] 袁宜如; 李晓云. 鹤望兰组织培养研究进展. 安徽农业科学 ,2010,(28). [7] 徐俊,龚永兵等. 《三种植物对铀耐性及土壤中铀吸收积累差异的研究》[J].《化学研究与应用》.2009，21(3).322-326 等。 申报材料清单（申报论文一篇，相关资料名称及数量） 申报论文一篇；
同类课题研究水平概述
- 纵观国内外研究现状，我国铀矿辐射环境综合治理方面在政策研究上，在铀矿废液的排放、回收利用以及无害化治理等方面都做了一些工作，也取得了长足的进步。但铀矿废水治理技术的理化实验研究还有许多技术难题。 采取各种措施修复铀污染土壤，清除污染土壤中的铀或降低土壤中铀的活性和有效态组分，以期恢复土壤生态系统的正常功能，减少土壤铀向食物链和地下水的转移，是一条环境治理的有效途径。但铀污染治理的理化方法，投资昂贵，只能治理小面积污染。修复成本低且能大面积推广应用的重金属污染植物修复技术为铀污染治理提供了新途径，也是今后的发展趋势。 植物修复是利用植物提取、吸收、分解、转化或固定土壤、沉积物、污泥或地表、地下水中有毒有害的污染物技术的总称。1983年，Chaney首次提出利用某些能够超富集重金属的植物清除土壤重金属的思想，这一思想很快受到世界研究者的重视。Kaplan针对美国南卡罗莱纳州萨凡纳河受污染的湿地沉积物采用连续提取试验揭示了铀和钍束缚于沉积物中的能力相对较弱，表明对该沉积物采用植物修复的办法将是可行的。Dana报道了利用风滚草(Russian thistle) 对美国新墨西哥州南部干旱环境中的贫铀污染进行植物提取修复。在开花前收获的风滚草吸收了大量的贫铀，推测其可能原因是植物在提取过程中利用金属合成了色素之故。Mkandawire研究了利用浮萍(Lemna gibba L.)进行植物修复铀尾矿水中铀的能力。国内植物修复方面的研究起步较晚些，徐俊[等采用溶液培养结合土壤培养的方法，研究了小白菜、冬苋菜和菠菜对铀的耐性及土壤中铀吸收积累的差异。唐丽等以十字花科、锦葵科、菊科共十种植物为研究材料，采用ICP-AES 分析方法测定植物地上部分和根部铀的含量。国外一些研究者注意到了向日葵根系积累铀的浓度比水中高5000～10000 倍，且向日葵生物量较大，被认为是处理铀污染水体的首选植物材料。 尽管国内外学者在研究中发现了一些富集铀能力强的植物，但超强富集铀的植物未见报道，铀矿植物修复技术的系统研究资料还比较少见。
