铀污染对于生态环境和人类健康构成严重威胁;物理、化学和生物学等治污方法各有优缺;生物修复技术具有环境友好和成本低的明显优点;生物修复技术包括植物提取、根系过滤和植物固定等;铀尾矿上生长的狗牙根菌根内铀主要分布于真菌泡囊;菌根真菌在控制植物体内的铀分配起着关键作用。
放射性核素铀及其环境污染危害
自然条件下铀存在三种同位素：234U、235U和238U，相对丰度分别为0.0055、0.720和0.9927。铀主要是一种α射线源，由于相对于β或γ粒子其粒子质量相对较大而速率较低，因而直接接触放射源是主要的曝露方式。曝露的危险主要是吸入消化或者饮用污染的水。在辐射效应之外，铀的化学行为和生理毒性与其他重金属，尤其是铅类似。
铀对生物体的主要毒性是电离辐射，能够在生物体内产生自由基或其他活性分子，会导致生物体生长发育和生殖的异常、遗传变异、生命周期缩短及癌变等，当辐射剂量过多时可导致生物体死亡。
在很多情况下，由于地质过程和人为的干扰，铀的自然丰度会发生改变。在一些地域，铀矿开采以及核能的利用过程是铀在环境中富集并产生污染的重要途径。目前世界上有10多个国家从事铀矿冶生产，大量的尾矿被生产，不适当的堆积或处置这些废料就会导致铀通过流失散布到土壤表面，经风蚀进入空气，或者通过淋洗过程进入地下水。
在俄罗斯东南西伯利亚的一处开采30年的铀矿区，其附近的草原土壤表层铀浓度达1000mg.kg-1以上，污染区土壤节肢动物丰度和多样性比对照区低3-37倍。污染区甲虫体内铀比对照区高出2-41倍。
我国安徽省金寨县响洪甸乡曾有一个集采冶铀为一体的小型厂，80年代退役时就地掩埋了约4万吨铀尾矿渣及部分废弃设备。随着时间的推移，该铀尾矿渣掩埋坑周围γ辐射空气吸收剂量高于天然放射性水平调查值。原采冶厂遗址种植的青菜、黄豆中的238铀含量高出对照点一个数量级。显然，铀污染对于当地的矿区生态环境和人类健康构成严重威胁。
铀污染环境修复技术
为了减免铀污染所带来的风险，人们提出物理、化学和生物学的方法来治理被污染的环境。各种治污方法各有优缺，在实际治理工程当中常常需要采用一种以上的修复技术来取长补短，以达到高效、低耗的双重效果。
和其他方法相比，生物修复技术具有环境友好和成本低的明显优点，利用传统的工程技术修复1吨被污染的土壤将消耗50至500美元，应用一些特殊的技术可能会超过1000美元，按此计算，修复一公顷土壤大约4500吨的土壤至少要耗费25万美元，而植物提取技术净化一公顷土壤需要6至10万美元，其相对优势不言自明。
同时，植物修复对环境产生的扰动少，在清理土壤重金属污染物的同时，还可以清除土壤周围大气和水体中的污染物，有较高的环境美化价值，易于为社会接受。在重金属和放射性核素污染土壤的修复途径中，生物修复无论作为一个研究领域还是一项技术措施，都是方兴未艾，前景广阔的。
常见的污染土壤生物修复技术包括植物提取、根系过滤和植物固定等。
植物提取是指利用一些对重金属具有较强富集能力的特殊植物从土壤中吸收重金属，将其转移、贮存到地上部并通过收获植物地上部而去除土壤中污染物的一种方法，但目前还没有发现真正的铀超积累植物。
根系过滤则是利用根系对铀的强累积能力净化铀污染废水。
植物固定和根系过滤略有相似，但重点体现在根系降低铀在土壤中的活性，从而起到生物固定作用，减少向植物地上部的运输。
在做好风险评估的前提下，在轻度污染的农业用地或者经过植物提取净化的土壤上，通过选择适宜的作物种类或者品种植物，采取特定技术措施强化植物对铀的根系屏障甚至可能维持正常的农业生产。
植物修复效果会受到一些因素的影响，如植物种类，不同的植物对铀吸收能力和积累能力存在很大差异;土壤特性质地、化学反应等对铀的生物有效性也有重要影响;添加有机或无机化合物能够大幅度提高铀的植物有效性;同时，自然条件下植物是与根际微生物密不可分的，因而也收到根际微生物的影响。
在植物根际微生物之中，丛枝菌根真菌是非常重要的一类。丛枝菌根真菌联系起土壤和植物根系，可以直接影响植物的矿物质营养、生长发育及抗逆性、抗病性等多方面的生理机能，并通过对土壤结构及生物群落结构的影响间接地影响宿主植物的生长。菌根真菌与植物根系建立菌根共生体系，这种共生体系有助于植物适应矿区恶劣环境，对保障植物修复的成功具有极其重要的意义。菌根真菌自身也可能直接或间接参与元素活化与植物吸收过程，对于植物修复效果产生不可忽视的影响。
丛枝菌根真菌在铀污染环境修复中的作用
丛枝菌根真菌可以通过多种方式或途径影响植物的矿质营养和生长发育过程，在植物逆境生理和群落稳定中有着重要作用，但目前对于菌根真菌对植物吸收放射性核素的影响却知之甚少。有一些研究者发现菌根促进了植物对铯和锶的吸收，而对于放射性核素铀目前仅有少量的研究报道。铀尾矿上生长的狗牙根菌根内铀主要分布于真菌泡囊。离体培养条件下的试验证实真菌根外菌丝体能够吸收铀并将铀运输至植物根系，但根内菌丝对与铀可能主要起到固持作用。
我们的研究表明丛枝菌根真菌对植物的侵染能增加根中铀的固定，从而降低铀由根部向地上部的转运，同时采用无根毛突变体及野生型大麦为研究材料证实根外菌丝与根毛在铀和磷的吸收上具有相似作用，而菌根真菌在控制植物体内的铀分配起着关键作用。这些研究结果表明暗示丛枝菌根真菌可能对于铀污染环境的植物固定具有潜在应用价值。
尽管应用菌根技术修复铀污染土壤还有很多认识不足，但我们已经看到了生物治理放射性土壤污染的一种可能。为了推进菌根应用技术的发展目前需要着重加强以下三方面的研究：
1、丛枝菌根真菌影响植物吸收和累积铀的主导机制;
2、菌根发挥积极作用的条件和范围;
3、结合菌根技术与其它技术措施提高植物修复效率的可行途径。
