一種修復鈾污染水體的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鈾污染水體的修復技術領域，是一種通過深海表層沉積物中篩選的兼性海洋微生物蒙氏假單胞菌修復水體中鈾污染的成套技術。
【背景技術】
[0002]鈾屬于放射性重金屬元素，其可以釋放出α射線，對人體產生放射性輻射損傷。含鈾廢水對生態環境和人類健康危害極大，如果任其排放于環境中，將會造成極其嚴重的后果。放射性廢水的危害性主要是由于其所含的放射性核素引起的，它們對生物和人體會產生多種損傷和致病效應。在含鈾廢水的處理方面，國內外進行了許多試驗研宄與實踐，幾乎嘗試使用了水處理領域中所有的處理方法與技術，以物理、化學方法為主，主要有化學沉淀、膜分離、離子交換、蒸發濃縮、活性炭吸附這幾種方法，此外電滲析、電泳、反滲透、土壤滲濾、浮選、泡沫分離、氧化還原等方法均可用于處理放射性廢水，但由于處理技術及實際操作過程中存在許多問題尚待解決，尚未得到廣泛的應用。
[0003]為了開發環保型、高效、無二次污染的重金屬廢水治理技術，人們逐漸將研宄重點轉向生物技術。生物技術是利用廉價的生物處理重金屬離子，從而達到去除水體中有害重金屬離子的目的。研宄發現，利用生物處理重金屬離子進行回收金屬，其主要優點是能夠高效處理低濃度重金屬廢水，而且生物的來源非常廣泛，例如用發酵工業中產生的廢棄生物菌體作為吸附劑，不僅可以降低生物吸附劑的生產成本，而且還可以減少發酵工業廢生物菌體的處理費用，具有良好的經濟效益。
[0004]通過微生物修復法來處理含U(VI)廢水，之前研宄的大部分微生物都來源于陸地，而對海洋來源微生物的研宄卻非常少。由于海洋環境的特殊性(高鹽、高壓、低溫、少光照、貧營養、局部高溫等)和微生物在生態系統中的功能，海洋微生物具有自己特殊的種屬及獨特的代謝方式，并產生了許多結構新穎的代謝產物，所以利用海洋來源微生物修復含U(VI)廢水具有很好的發展潛力。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種鈾污染水體的兼性海洋微生物的修復方法，該方法具有處理步驟簡單、取材方便、成本低廉、環境友好、修復效率高等優點。
[0006]本發明的提供的方法包括:
[0007]以海洋表層沉積物作為菌源，在厭氧環境下培養得到活體蒙氏假單胞菌；后向鈾污染水體投放活體蒙氏假單胞菌，其加入量為0.1-0.6g/L，并調節體系的pH為3-8，處理
l-2h來去除鈾污染水體中的放射性鈾。
[0008]優選的，所述活體蒙氏假單胞菌為兼性海洋微生物蒙氏假單胞菌。
[0009]優選的，菌體的生存環境保持在25°C?30°C左右。
[0010]優選的，鈾污染水體的pH值應控制在5?7為宜。
[0011]優選的，所述含U(VI)廢水濃度為5?100mg/L。
[0012]優選的，菌體處理含鈾廢水時間在60min左右為宜。攪拌或者搖床不僅可以使體系均一，而且可以活化菌體生物酶活性，加速菌體對鈾的生物處理過程。
[0013]優選的，以大洋樣品館(隸屬于中國大洋礦產資源研宄開發協會，地址:青島市高科園仙霞嶺路6號)海洋表層沉積物樣品(采樣時間為2012年7月18日，采樣地點在太平洋國際海底區域，編號DY27I1-MABC01)作為菌源。
[0014]優選的，菌種的培養方法為:選取海洋表層沉積物樣品作為菌種來源，加去離子水振蕩后過濾，濾液為接種物，在厭氧管內用富集培養基培養I?3天，溫度30°C，吸取富集物涂布于瓊脂平板，置于厭氧箱培養，培養后再次涂布分離。
[0015]優選的，所述富集培養基的組成為NaCl0.5g/L，(NH4)2S042g/L，K2HP042g/L，蛋白陳 5g/L，葡萄糖 10-15g/L，酵母膏 5g/L，pH7.0。
[0016]優選的，所述瓊脂平板的組成包括:瓊脂15-20g/L，U022+10mg/L，(NH4)2SO40.49g/L，NaCl0.lg/L，K2HPO40.4g/L，葡萄糖 lg/L，酵母膏 lg/L，pH7.0。
[0017]優選的，所述處理含鈾污水的方法包括:
[0018]調節含U(VI)廢水的濃度在5?100mg/L之間，并調節pH值在3?8之間；將一定量的蒙氏假單胞菌活體投放于錐形瓶中，在恒溫培養箱中振蕩一定時間，溫度控制在30°C，振速為130rpm，振蕩結束后對含菌懸浮液進行離心分離，將菌體轉移到安全的地方進行干燥、粉碎、焚燒，最后填埋到鈾尾礦庫進行集中處理。
[0019]本發明以兼性海洋微生物蒙氏假單胞菌為材料修復鈾污染水體，通過向鈾污染水體投放活體蒙氏假單胞菌，利用菌體對U(VI)的生物還原作用以達到去除水體中U(VI)的效果。它相比現有技術具有以下優點:
[0020](I)以兼性海洋微生物蒙氏假單胞菌為材料，成本低廉，并且操作簡單、修復效率高、對環境友好、無二次污染。
[0021](2)該菌種來源海洋，由于海洋環境的特殊性和微生物在生態系統中的功能，海洋微生物具有自己特殊的種屬及獨特的代謝方式，并產生了許多結構新穎的代謝產物，所以有其特殊優勢。并且其生長繁殖速度快、耐鹽耐輻射。
[0022](3)該菌種對鈾的去除效果好，I?2h后去除率可達到80%以上。
【具體實施方式】
[0023]本發明以大洋樣品館(隸屬于中國大洋礦產資源研宄開發協會，地址:青島市高科園仙霞嶺路6號)海洋表層沉積物樣品(采樣時間為2012年7月18日，采樣地點在太平洋國際海底區域，編號DY27I1-MABC01)作為菌源。
[0024]菌種的培養方法為:選取海洋表層沉積物樣品作為菌種來源，加去離子水振蕩后過濾，濾液為接種物，在厭氧管內用富集培養基(NaCl0.5g/L，(NH4)2S042g/L，K2HP042g/L，蛋白陳5g/L，葡萄糖10-15g/L，酵母膏5g/L，pH7.0)培養I?3天，溫度30°C，吸取富集物涂布于瓊脂平板(瓊脂 15-20g/L，U022+10mg/L，(NH4)2SO40.49g/L，NaCl0.lg/L, K2HPO40.4g/L，葡萄糖lg/L，酵母膏lg/L，pH7.0)，置于厭氧箱培養，培養后再次涂布分離，得到活體蒙氏假單胞菌。
[0025]實施例1:
[0026]在含鈾廢水初始濃度為Ctl= 50mg/L，菌體濃度C b= 0.3g/L的條件下，向pH分別為3、4、5、6、7和8的含鈾廢水中投放活菌體，處理60min后，分別檢測水體中鈾的含量。當pH值為6時，鈾的去除率和去除量都達到最大值，分別為81.2%和135.3mg/g，具有較好的去除效果。
[0027]實施例2:
[0028]在含鈾廢水初始濃度為50mg/L，菌體濃度Cb= 0.3g/L時，調節其pH為6.0，在處理時間分別為5、15、30、60、120和180min后，分別檢測水體中鈾的含量。在處理時間為60min時去除率最大達到81.5%，之后一直處于動態平衡過程。
[0029]實施例3:
[0030]在pH = 6的情況下，保持菌體濃度Cb= 0.3g/L，在鈾初始濃度分別為5、10、20、50,80和100mg/L的水體中投放活菌體，處理60min后，分別檢測水體中鈾的含量。在低濃度下該菌具有較高的去除率，在初始濃度為50mg/L時去除率仍然高達82.2%，去除效果較好，去除量與鈾初始濃度大體上成線性關系。
[0031]實施例4:
[0032]在鈾初始濃度為50mg/L，pH值為6.0，菌體濃度分別為0.1,0.2,0.3,0.4,0.5和
0.6g/L條件下，處理60min后，分別檢測水體中鈾的含量。在菌體濃度為0.3g/L時去除率較大為81.9%，再加大濃度的話去除率稍微有所降低，所以菌體濃度控制在0.3g/L為宜。
【主權項】
1.一種修復鈾污染水體的方法，包括:以海洋表層沉積物作為菌源，在厭氧環境下培養得到活體蒙氏假單胞菌；后向鈾污染水體投放活體蒙氏假單胞菌，其加入量為0.1-0.6g/L，并調節體系的pH為3-8，處理l_2h來去除鈾污染水體中的放射性鈾。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所用材料為兼性海洋微生物蒙氏假單胞菌。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:菌體的生存環境保持在30°C左右。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:鈾污染水體的pH值為5?7。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述活體蒙氏假單胞菌按如下的培養方法得到: 選取海洋表層沉積物樣品作為菌種來源，加去離子水振蕩后過濾，濾液為接種物，在厭氧管內用富集培養基培養1-3天，溫度25-30°C，吸取富集物涂布于瓊脂平板，置于厭氧箱培養，培養后再次涂布分尚。6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述富集培養基的組成為NaCl0.5g/L，(NH4)2SCM 2g/L，K2HPO4 2g/L，蛋白陳 5g/L，葡萄糖 10_15g/L，酵母膏 5g/L，ρΗ7.0。7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述瓊脂平板的組成包括:瓊脂15-20g/L，U022+10mg/L，(NH4)2SO4 0.49g/L，NaCl 0.lg/L，K2HPO4 0.4g/L，葡萄糖 lg/L，酵母膏 lg/L, pH7.0o
【專利摘要】本發明公開了一種利用兼性海洋微生物修復鈾污染水體的方法，該方法通過向鈾污染水體投放活體蒙氏假單胞菌，利用菌體對U(VI)的生物還原作用以達到去除水體中U(VI)的效果。本發明通過一次投放即可使濃度在0～100mg/L的含U(VI)廢水中鈾的去除率達到80％以上，本發明的方法具有處理步驟簡單、取材方便、成本低廉、環境友好和修復效率高等優勢。
【IPC分類】G21F9/18
【公開號】CN104934090
【申請號】CN201510202610
【發明人】李浩然, 袁飛
【申請人】中國科學院過程工程研究所, 中國大洋礦產資源研究開發協會
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年4月24日