一种修复海水核素铯污染的方法技术

本发明专利技术涉及修复核素污染的技术，具体的说是一种修复海水核素铯污染的方法。将活体海带(Saccharina japonica)或裙带菜(Undaria pinnitafida)投加至待修复海水中，进而吸附待修复海水污水中的核素铯。本发明专利技术方法具有吸附效果好、成本低、操作简便的优点，为近岸放射性核素污染海域的原位生物修复奠定了重要基础。

【技术实现步骤摘要】
一种修复海水核素铯污染的方法
本专利技术涉及修复核素污染的技术，具体的说是一种修复海水核素铯污染的方法。
技术介绍
近年来，随着核技术的不断发展，沿海核电站的数量大幅增加，放射性核素污染已成为日益严峻，亟待解决的问题。其中几种较为常见的核素污染物，即使在较低的浓度下，也会在沿海水域引起较为严重的污染问题。用于治理放射性核素污染的常规方法有物理方法和化学方法，如沸石吸附、离子交换、溶剂萃取等。但这些方法成本较高，易造成二次污染，且难以用于治理环境中的大面积污染。随着现代生物科技的发展，利用生物法修复受重金属的土壤或水环境得到越来越多的重视。但目前尚无成熟的生物技术应用于修复放射性核素污染环境，尤其是将活体海藻应用于修复放射性核素污染的研究还非常少见。与物理方法和化学方法相比，生物修复技术具有吸附效率高、投资低、材料易回收、环保效益好等优点。另外，成熟的室内全人工育苗和海上筏式栽培技术可以提供足够的生物量，为生物修复技术的大规模应用提供了可能性。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提供一种修复海水核素铯污染的方法。为实现上述目的本专利技术采用的技术方案为：一种修复海水核素铯污染的方法，将活体海带(Saccharinajaponica)或裙带菜(Undariapinnitafida)投加至待修复海水中，进而吸附待修复海水污水中的核素铯。进一步的说，在核素铯污染海水中加入活体海带或裙带菜，培养1-2天后，将藻体回收，重新投放新鲜活体海带或裙带菜，进行反复取出、投加直至将海水中的铯污染物降至极低的浓度。所述活体海带(Saccharinajaponica)或裙带菜(Undariapinnitafida)为利用室内全人工育苗技术和海上筏式栽培技术获得的幼体或成体海藻。所述海带和裙带菜投加至污染海水中，于5-20℃，光照强度40-150μmolphotonsm-2s-1，培养1-2天。所述海带或裙带菜活藻体的投加量为40-60g/L。所述活体海带(Saccharinajaponica)或裙带菜(Undariapinnitafida)可作为吸附材料应用于修复海水核素铯污染。原理：不同种类的海藻具有不同的核素吸附能力及吸附过程和特征。海藻对于核素离子的吸附主要由于其细胞表面具有大量的带负电的糖基等可与带正电的核素离子结合。在本专利技术中，褐藻类的海带和裙带菜具有较强的铯吸附能力，具有较高的应用潜力。本专利技术所具有的优点：1.本专利技术利用已成熟的室内全人工育苗和海上筏式栽培技术培养的海带或裙带菜修复核素污染水体，可多批次进行种苗的规模化繁育。二者既可单独使用，也可搭配使用，用于核素污染海域的原位修复。2.本专利技术所用的吸附材料为活体海藻，与物理、化学等吸附材料相比，吸附速度快、效率高，而且成本较低，修复及回收处理的过程简单易行，且不会对环境造成二次污染。3.海带和裙带菜在我国北至辽宁南至广东的海域均可养殖，因此不受地域限制。4.幼体或成体阶段海带或裙带菜均有较强的核素吸附能力，均可应用于修复核素污染水体，这就大大降低了对吸附材料时效性的限制。附图说明图1为本专利技术实施例提供的水箱模拟实验中不同时间点海水中铯的含量。ct为时间t时海水中铯的含量。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术作进一步说明，并且本专利技术的保护范围不仅局限于以下实施例。本专利技术利用全人工育苗的方法在室内获得海带(Saccharinajaponica)和裙带菜(Undariapinnitafida)幼体，利用海上筏式栽培的方式可以获得成体。它们在适宜的环境条件下能够快速且高效地吸附海水中的铯元素，从而起到降低海水中核素铯浓度的目的。吸附1-2天后，将海藻回收处理。该方法具有吸附效果好、成本低、操作简便的优点，为近岸放射性核素污染海域的原位生物修复奠定了重要基础。实施例1不同海藻吸附铯能力的比较和筛选选取我国沿海常见且生物量较大的5种海藻幼体：海黍子(Sargassummuticum)、鼠尾藻(Sargassumthunbergii)、真江蓠(Gracilariavermiculophylla)、海带(Saccharinajaponica)和裙带菜(Undariapinnitafida)。分别取适量活体海藻于1L的烧杯中，烧杯中分别为加入不同浓度铯(20、100及500mgL-1)的自然海水，不加铯的自然海水作为对照组，每组实验设置3个平行；置于温度15℃，光照强度50μmolphotonsm-2s-1，光照周期12h(L)：12h(D)的培养箱中充气培养，培养3天取出适量藻体样品，经过ICP-OES检测不同铯浓度下藻体中铯的含量(表1)。表1不同浓度铯处理海藻中铯含量的比较对结果进行比较发现，不同铯浓度条件下，海带和裙带菜藻体中铯的含量均远远高于其它3种海藻，所以海带和裙带菜在铯污染海水修复中具有较好的应用潜力，因此选用这两种海藻进行铯污染海水修复的研究。实施例2海带和裙带菜苗吸附铯能力的比较分别取长度约15cm的海带幼体或裙带菜幼体分别于1L的烧杯中，置于温度15℃，光照强度50μmolphotonsm-2s-1，光照周期12h(L)：12h(D)的培养箱中充气培养；培养箱内盛有含不同浓度的铯(20、100及500mgL-1)的自然海水的烧杯作为实验组，或烧杯内仅盛有自然海水作为对照组，每组实验设置3个平行，每天换水，培养1、3、5天后取出适量海带和裙带菜样品，经过ICP-OES检测不同条件下藻体中铯的含量(见表2)；其中，所述自然海水中铯的浓度为24±5μgL-1，与添加的铯浓度相比可以忽略，故不计算在内。结果表明，海带和裙带菜对铯的吸附能力随着海水中铯浓度的提高而提高；裙带菜对铯的吸附能力强于海带；在实验时间段内，延长时间可增加藻体中铯的含量。表2海带和裙带菜在铯污染海水中分别培养1天、3天及5天后藻体中铯的含量由上述实施例可见，即使具有吸附能力，但不同种类的海藻对铯的吸附能力差异很大，因此在实际应用中，筛选吸附铯能力较强的藻种就尤为重要。且不同藻种吸附铯的过程和特征不同，对其进行研究可更好的应用于实践。实施例3成体海带去除铯离子的水箱模拟实验在148L的玻璃缸中加入鲜重约7.8kg(约2.6kg/棵)的活体成体海带(52.7g/L)，充气培养，海水中提前加入氯化铯，使铯的初始浓度为143mgL-1(实测值)，分别在处理1、2、3、6、8、12、24、48h时取海水样品，检测其中铯的含量(参见图1)。由图1结果表明，人工模拟条件下，海带对海水核素铯的修复过程在24h内基本完成，之后可考虑对藻体进行回收处理，再次投加新鲜海带，直至海水中铯去除完全。由上述实施例3可见，该水箱模型可在一定程度上模拟核素污染水域中利用活体海藻降低核素浓度的过程，可在此基础上对核素污染修复的详细过程、动力学及模型进行研究分析，从而为实际应用提供进一步的理论支持。该实施例中用到的为成体海带，在生物量上与幼体相比具有很大的优势，可直接应用于铯污染海区的修复。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种修复海水核素铯污染的方法，其特征在于：将活体海带(Saccharina japonica)或裙带菜(Undaria pinnitafida)投加至待修复海水中，进而吸附待修复海水污水中的核素铯。

【技术特征摘要】
1.一种修复海水核素铯污染的方法，其特征在于：将活体海带(Saccharinajaponica)或裙带菜(Undariapinnitafida)投加至待修复海水中，进而吸附待修复海水污水中的核素铯。2.按权利要求1所述修复海水核素铯污染的方法，其特征在于：在核素铯污染海水中加入活体海带或裙带菜，培养1-2天后，将藻体回收，重新投放新鲜活体海带或裙带菜，进行反复取出、投加直至将海水中的铯污染物降至极低的浓度。3.按权利要求1或2所述修复海水核素铯污染的方法，其特征在于：所述活体海带(Saccharinajaponica)或裙带菜(Undariapinnit...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪妹，单体锋，逄少军，
申请(专利权)人：中国科学院海洋研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37