深淵海洋環境中存在能夠消化吸收放射性元素的微生物，在二十一世紀的早期二十年來，科學家們在深淵海洋環境中發現了幾類具有特殊能力的微生物，它們能夠參與甚至驅動多種元素的生物地球化學循環，包括一些放射性元素。這些微生物如下：1dpann古菌?~中科院海洋所孫超岷研究團隊在深海熱液沉積物中發現了一類名為dpann的古菌，這類微生物儘管基因組非常小，但仍保留了同化氮、硫等元素的能力，並能利用環境中的核酸和氨基酸用於代謝，進而促進氮、磷等元素的循環?。2硫酸鹽還原細菌?~研究人員在冷泉樣品中分離培養出一株名為pseudodesufovibriocashe的硫酸鹽還原細菌新種，該菌能夠通過還原硫酸鹽生成硫離子，進而同環境中的鎘、鈷等重金屬離子形成不溶性礦物質，在去除重金屬脅迫的同時有效促進了環境中硫及各種重金屬的元素循環?。3深淵假單胞細菌?~對一株來自馬裡亞納海溝的假單胞細菌研究發現，該菌能通過代謝半胱氨酸形成硫化氫進而和環境中的鎘離子形成硫化納米顆粒，既增強了耐受鎘離子的能力，又促進了環境中硫和鎘的元素循環進程?。
微生物對放射性元素的吸收機製，體現在這些微生物主要通過以下幾種方式吸收和固定放射性元素：
胞外沉澱?：由細菌產生的某些物質和溶液中的金屬發生化學反應，形成不溶的金屬化合物。例如某些細菌細胞表麵的磷酸脂酶能裂解甘油2磷酸脂，繼而產生沉澱，可溶性金屬的磷酸一氫根離子能夠與錫、鉛和鈾等重金屬生成微溶於水或者不溶於水的沉澱?。
表麵吸附?：微生物表麵的負電荷官能團(如硫基、磷酸基、羥基、羧基等)吸附金屬陽離子的過程。在重金屬汙水中，陽離子會與這些官能團結合，使金屬被吸附在細胞壁上?。
胞內積累?：微生物通過類似於進食的物理方式，將金屬包圍進自己的身體內部進行儲存和轉化?。
元素轉化?：某些微生物能夠通過代謝活動改變放射性元素的化學形態，如將可溶性金屬轉化為不溶性沉澱物，從而降低其生物可利用性和毒性?。
日本核廢水中含有多種放射性元素，主要包括：主要放射性核素?氚(3h)~氫的放射性同位素，鍶90(90sr)~半衰期約28.8年，銫137(137cs)~半衰期約30.17年，碘129(129i)~半衰期約1570萬年，碳14(14c)：半衰期約5370年，鈈239(239pu)：半衰期約2.41萬年?。
總量與超標情況?：核汙染水中含高達64種核放射性元素，七成以上放射性元素濃度超標，多核素設備難以完全處理掉這些放射性物質?。
潛在危害?：碳14在海洋生物體內聚集的豐度可能是氚的50倍，碘129可導致甲狀腺癌，鍶90可引起白血病，碳14可損害人類dna?。
微生物處理核廢水的生態意義與挑戰
潛在生態意義體現在：1放射性元素固定?~微生物可通過上述機製將可溶性放射性元素轉化為不溶性形式，減少其在海洋環境中的擴散和生物可利用性?。2元素循環促進?~某些微生物能夠參與放射性元素的生物地球化學循環，加速其自然衰變過程或改變其環境行為?。3生態修複潛力?~在受汙染區域引入特定微生物群落，可能有助於局部環境的放射性汙染修複?。
主要挑戰與限製首先表現在處理效率問題?上，微生物處理大規模核廢水的效率尚不明確，需要優化微生物群落結構和培養條件以提高處理能力。其次就是二次汙染風險?，富集了放射性元素的微生物本身可能成為新的汙染源，需確保處理後的微生物殘體不會通過食物鏈傳遞。另外，深海微生物的培養條件苛刻，大規模應用困難，現有技術難以完全模擬深淵環境條件。
而在經濟成本?上，微生物處理係統的建設和運營成本可能較高，需要與傳統處理方法進行成本效益比較。
深淵海洋環境中確實存在能夠消化吸收放射性元素的微生物，它們通過多種機製參與放射性元素的固定和循環。這些微生物在日本核廢水處理中具有潛在的生態環境保護意義，但目前仍麵臨處理效率、二次汙染風險和技術可行性等多重挑戰。未來研究應重點探索以下方麵：1篩選和優化對特定放射性元素具有高效吸收能力的微生物菌株，2開發適合大規模應用的微生物處理技術，3評估微生物處理係統的長期生態影響，4探索微生物處理與傳統方法的協同應用方案。
雖然微生物處理不能完全替代現有的核廢水處理方法，但它可能作為一種補充手段，為減少放射性元素對海洋生態環境的影響提供新的可能性。
喜歡走向深藍(幻想小說)請大家收藏：()走向深藍(幻想小說)書更新速度全網最快。