CN108665992A - 利用活体海藻修复海水核素锶污染的方法 - Google Patents

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王雪妹
单体锋
逄少军
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    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04—Treating liquids
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Abstract

本发明涉及修复核素污染的技术，具体的说是一种利用活体海藻修复海水核素锶污染的方法。利用活体海带(Saccharina japonica)或铜藻(Sargassum horneri)修复海水中核素锶的污染。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。

Description

利用活体海藻修复海水核素锶污染的方法
技术领域
本发明涉及修复核素污染的技术，具体的说是一种利用活体海藻修复海水核素锶污染的方法。
背景技术
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。锶-90、铯-137、钴-60是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。
藻类因对金属元素具有较高的富集能力，具有污染指示剂和核素清除剂的应用潜力，从而引起了较为广泛的关注。与物理吸附剂相比，活体海藻不仅具有较强的金属吸附能力，且可在污染水域存活甚至生长，使其具有更大的应用潜力。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种利用活体海藻修复海水核素锶污染的方法。
为实现上述目的本发明采用的技术方案为：
一种利用活体海藻修复海水核素锶污染的方法，利用活体海带(Saccharinajaponica)或铜藻(Sargassumhorneri)修复海水中核素锶的污染。
进一步的说，在核素锶污染海水中加入活体海带或铜藻，培养1-2天后，将藻体回收，重新投放新鲜活体海带或铜藻，进行反复取出、投加直至去除海水中的锶污染物。
所述活体海带(Saccharina japonica)或铜藻(Sargassumhorneri)分别为利用室内全人工育苗技术或利用海上筏式栽培技术获得的海藻。
所述海带和铜藻投加至污染海水中，于5-20℃，光照强度40-150μmol photons m- 2s-1，培养1-2天。
所述海带或铜藻活藻体的投加量为30-60g/L。
海藻和海水中核素锶的含量通过ICP-OES进行检测。藻体样品处理及检测方法为：将藻体80℃烘干至恒重，用浓硝酸在150℃和180℃下各消解1-2h，过滤，将消解液用去离子水稀释到合适的浓度范围，用ICP-OES检测锶的含量。
原理：活体海藻吸收金属离子包含两个过程：被动的吸附和主动的吸收。海藻细胞表面具有大量的带负电的糖基等可快速的吸附金属离子。之后，海藻也可通过代谢过程吸收一定量的金属离子，这个过程相对比较缓慢。本发明主要利用的是活体海藻对锶离子的被动吸附过程。
本发明所具有的优点：
1.本发明利用已有成熟的室内全人工育苗或海上筏式栽培技术培养的各阶段海带和铜藻进行修复污染水体，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.本发明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。
3.海带和铜藻在北至辽宁南至广东的海域均可养殖，因此不受地域限制。
附图说明
图1为本发明实施例提供的海带和铜藻在锶污染海水中分别培养7天后藻体中锶的含量。qe为平衡状态下藻体中锶的含量。
图2为本发明实施例提供的海带在水箱模拟实验中不同时间点藻体中锶的含量。qt为时间t时藻体中锶的含量。
图3为本发明实施例提供的水箱模拟实验中不同时间点海水中锶的含量。
ct为时间t时海水中锶的含量。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明，并且本发明的保护范围不仅局限于以下实施例。
本发明利用全人工育苗的方法在室内获得海带(Saccharina japonica)和铜藻(Sargassumhorneri)种苗，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而高效地吸附海水中的锶元素，从而起到降低海水中核素锶浓度的目的。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
平衡状态下海带和铜藻富集锶能力的检测和比较
取长度约10cm的海带和铜藻苗于1L的烧杯中，置于温度15℃，光照强度40μmolphotons m-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锶的自然海水的烧杯，每组实验设置3个平行，培养7天取出适量海带和铜藻样品，经过ICP-OES检测不同条件下藻体中锶的含量(参见图1)；
其中，含不同浓度的锶的海水中锶的终浓度设置为7.4，13.4和19.4mg/L，所述自然海水中锶的浓度为7.4mg/L。
检测结果见图1，结果表明，海带和铜藻对锶的富集能力随着海水中锶浓度的提高而提高，且铜藻对锶的富集能力强于海带。
实施例2海带去除锶离子的水箱模拟实验
在90L的玻璃缸中加入鲜重约2.5kg的活体海带，充气培养，海水中锶的终浓度设置为24mg/L，每2h取藻体和海水样品，分别检测其中锶的含量(参见图2和3)。
由图2和3结果表明，人工模拟条件下，海带对海水核素锶的修复过程在12h左右基本完成，之后可考虑对藻体进行回收处理，再次投加新鲜海带，直至海水中锶去除完全。
同时按照上述方法对我国沿海其它常见且生物量较大的海藻中锶的含量及富集系数(bioconcentration factors，BCFs)进行比较，发现海带和铜藻中锶的含量及富集系数远远高于其他3种海藻(附表1)，故选用海带和铜藻进行锶污染海水的修复研究。
表1海藻中锶的含量及富集系数(BCFs)的比较
由上述实施例2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生物材料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理论支持。

Claims (5)

1.一种利用活体海藻修复海水核素锶污染的方法，其特征在于：利用活体海带(Saccharina japonica)或铜藻(Sargassum horneri)修复海水中核素锶的污染。
2.按权利要求1所述利用活体海藻修复海水核素锶污染的方法，其特征在于：
在核素锶污染海水中加入活体海带或铜藻，培养1-2天后，将藻体回收，重新投放新鲜活体海带或铜藻，进行反复取出、投加直至去除海水中的锶污染物。
3.按权利要求1或2所述利用活体海藻修复海水核素锶污染的方法，其特征在于：所述活体海带(Saccharina japonica)或铜藻(Sargassum horneri)分别为利用室内全人工育苗技术或利用海上筏式栽培技术获得的海藻。
4.按权利要求1或2所述利用活体海藻修复海水核素锶污染的方法，其特征在于：所述海带和铜藻投加至污染海水中，于5-20℃，光照强度40-150μmol photons m-2s-1，培养1-2天。
5.按权利要求4所述利用活体海藻修复海水核素锶污染的方法，其特征在于：所述海带或铜藻活藻体的投加量为30-60g/L。
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