一种利用蓝藻富集放射性废水中氚和碳14的方法

本发明涉及放射性三废处理，具体涉及一种利用蓝藻富集放射性废水中氚和碳14的方法。

背景技术：

1、近年来，核动力舰船、核电厂运行以及突发性核事故已成为土壤、河流、海洋中氚(3h)和碳14(14c)污染的主要来源途径。目前，放射性废水处理技术包括化学沉淀法、吸附法、蒸发浓缩法、离子交换法、膜分离技术、磁分离法、固化法、渗滤反应墙技术、生物处理技术等。然而，此类技术对核废水中含有的放射性氚、碳14，分离难度较大，对处理设备要求高。寻求低成本、高安全性、高效率的氚、碳14处理技术已成为核废水处理的技术难点。

2、生物处理法主要是利用微生物、植物根系及其固定化基质吸附、吸收废水中放射性核素，再通过回收生物材料，滤除放射性核素，实现放射性污染废水的减容、减量及净化。该技术具有操作简单、成本低、易工程化运行等优势。氚(3h)和碳14(14c)分别是氢(1h)和碳12(12c)的同位素，可被光能自养型生物吸收、富集。其中，蓝细菌(蓝藻)或蓝绿藻(blue—green algae)是革兰氏阴性菌、无鞭毛、含叶绿素a，但不含叶绿体(区别于真核生物的藻类)，属于能进行产氧性光合作用的大型单细胞原核生物。它们具有种质资源丰富、营养需求低、生长速率快、培养周期短、生长密度高、光能利用率(3％～9％)明显高于陆生植物(≤0.25％～3％)等优势。因此，蓝藻对氚、碳14的富集、净化能力明显高于其他光能自养生物。然而，不同种类的蓝藻对氚和碳14的富集能力存在显著差异，选育高富集型、易回收的蓝藻藻种是该技术应用的关键。

技术实现思路

1、针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种利用蓝藻富集放射性废水中氚和碳14的方法。该方法采用蓝藻菌剂或蓝藻浓缩液可有效富集放射性废水中的氚和碳14，成本低廉，操作简单，同时，在使用后可达到废物最小化处理。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一方面，提供了一种利用蓝藻富集放射性废水中氚和碳14的方法，包括以下步骤：

4、将蓝藻浓缩液或蓝藻菌剂加入到含有氚和碳14的放射性废水中，自然光照下培养，富集放射性废水中的氚和碳14。

5、优选的，所述蓝藻浓缩液或蓝藻菌剂与含有氚和碳14的放射性废水的质量比为1:10。

6、优选的，培养时间为2～4天。

7、优选的，所述蓝藻浓缩液为鱼腥藻浓缩液、念珠藻浓缩液、颤藻浓缩液或螺旋藻浓缩液中的至少一种；

8、所述蓝藻菌剂为鱼腥藻菌剂、念珠藻菌剂、颤藻菌剂或螺旋藻菌剂中至少一种。

9、优选的，所述蓝藻浓缩液的制备方法，包括以下步骤：

10、将蓝藻原液经离心后，收集蓝藻藻体，在加入bg11培养液，混合均匀。

11、进一步优选的，所述离心时间为10min。

12、进一步优选的，所述蓝藻藻体与bg11培养液的体积比为1:10。

13、进一步优选的，所述bg11培养液的组成为：nano3 1500mg/l，mgso4 36.6mg/l，k2hpo4 30.5mg/l，cacl2·2h2o 27.2mg/l，na2co3 20mg/l，柠檬酸6mg/l，柠檬酸铁铵6mg/l，edta钠盐1mg/l，h3bo3 2.86mg/l，mncl4·h2o 1.81mg/l，namo4·2h2o 0.39mg/l，znso4·7h2o 0.222mg/l，cuso4·5h2o 0.079mg/l，co(no3)2·6h2o 0.0409mg/l。

14、优选的，所述蓝藻菌剂的制备方法，包括以下步骤：

15、将蓝藻原液经离心后，收集蓝藻藻体，加入海藻酸钠溶液，混合均匀得到混合液，再将混合液加入至cacl2溶液，固定，即得蓝藻菌剂。

16、进一步优选的，离心时间为10min。

17、进一步优选的，海藻酸钠溶液的质量分数为3％，cacl2溶液的质量分数为3％。

18、进一步优选的，蓝藻藻体与海藻酸钠溶液的体积比为1:20。

19、进一步优选的，混合液与cacl2溶液的体积比为1:10。

20、进一步优选的，固定温度为25℃，固定时间为24h。

21、进一步优选的，鱼腥藻的藻种编号为fachb-82，念珠藻的藻种编号为fachb-95，颤藻的藻种编号为fachb-1052，螺旋藻的藻种编号为fachb-438。

22、优选的，所述海藻原液的制备方法，包括以下步骤：

23、将蓝藻接种至bg11培养基中，培养，即得蓝藻原液。

24、进一步优选的，所述蓝藻原液的细胞数不低于1.0×108cfu/ml。

25、进一步优选的，所述蓝藻为鱼腥藻、念珠藻、颤藻或螺旋藻中的一种。

26、进一步优选的，所述bg11培养基的组成为：nano3 1500mg/l，mgso4 36.6mg/l，k2hpo4 30.5mg/l，cacl2·2h2o 27.2mg/l，na2co3 20mg/l，柠檬酸6mg/l，柠檬酸铁铵6mg/l，edta钠盐1mg/l，h3bo3 2.86mg/l，mncl4·h2o 1.81mg/l，namo4·2h2o 0.39mg/l，znso4·7h2o 0.222mg/l，cuso4·5h2o 0.079mg/l，co(no3)2·6h2o 0.0409mg/l。

27、进一步优选的，所述bg11培养基的ph为7.0～7.2。

28、进一步优选的，蓝藻的接种量为bg11培养基体积的5％。

29、进一步优选的，培养条件为：光照强度为2450～2550lux、培养温度为23～27℃、搅拌转速为95～105r/min。

30、进一步优选的，培养时间为14～16天。

31、本发明的第二方面，提供了一种蓝藻浓缩液或蓝藻菌剂在富集放射性废水中氚和碳14中的应用。

32、本发明的有益效果：

33、1.本发明将鱼腥藻、念珠藻、颤藻和螺旋藻分别接种于bg11培养基中，培养获得蓝藻原液，所述蓝藻原液为鱼腥藻原液、念珠藻原液、颤藻原液或螺旋藻原液，将蓝藻原液经离心，加入bg11培养液得到蓝藻浓缩液。将蓝藻原液经离心后，与海藻酸钠溶液混匀后，在加入cacl2溶液，得到蓝藻菌剂，利用蓝藻浓缩液或蓝藻菌剂对放射性废水中的氚和碳14进行富集，成本低廉、操作简单。

34、2.选择蓝藻中的鱼腥藻、念珠藻、颤藻和螺旋藻具有生产繁殖快、环境适应性强的特点，利用上述四种蓝藻具有较高的光合速率，在处理放射性废水中能快速捕获废水中的氚和碳14，将氚和碳14转化为有机氚和有机碳，并将其储存胞内，通过分离蓝藻细胞实现从放射性废水中富集、回收氚和碳14。同时，鱼腥藻、念珠藻、颤藻和螺旋藻成本低、可通过絮凝或者离心回收藻体。藻体经固定化封存后，实现氚和碳14的最小化处理处置。

35、3.本发明回收的鱼腥藻、念珠藻、颤藻和螺旋藻细胞可用于分离被氚和碳14标记的有机大分子化合物，上述化合物可继续用于放射性标记示总踪。