[发明专利]一种耐辐射曲霉及其在吸附铯137生物处理中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种微生物菌种应用于生物吸附放射性核素技术领域，具体的，本发明涉及一种耐辐射曲霉及其在放射性核素吸附中应用的技术领域。

背景技术

城市化、工业化及人口增长造成全球性能源危机，可持续发展需求使得人类越来越依赖于新能源。核能以其极低的二氧化碳排放和巨大的发展潜力而越来越受到众多国家的重视。核能高速发展的同时，也给全球环境造成巨大的压力，使放射性污染成为当前重大的环境问题之一，特别是以切尔诺贝利和日本福岛核电站为代表的核事故向环境释放了大量的放射性污染物，造成当地及周边环境严重的放射性污染，对生态环境和人类健康造成长期巨大的潜在威胁。

作为生态系统的重要组成部分，微生物种群数量大、分布广、比表面积大、繁殖快，对环境变化的适应能力强，对放射性辐射表现出高度的耐受性。利用生物作用清除、修复和治理放射性污染具有选择性强、处理时间短、成本低，不造成二次污染和不破坏生态环境等优点，近年来已成为放射性污染治理的热点研究技术之一。

铯137(Cs¹³⁷) 是重要的裂变产物之一，也是核弹、核武器试验和核反应堆内核裂变的副产品之一，其半衰期较长，具有较高的迁移性，易通过生物链转移造成辐射危害，它会释放伽玛射线，在环境放射性污染修复中备受关注。铯137的半衰期较长达30年，会在环境或生态系统中存留、积累和迁移，造成严重的环境污染和生态危害。如果透过进食或呼吸，摄入了铯137，或受到沉降在地面上的铯137所照射，都会对身体有较持久的影响。

在治理放射性环境污染方面，传统方法是工程法、化学法。工程法是物理性地收集和隔离放射性物质的方法，化学法是采用特殊的化学品来固定和清除放射性污染。上述方法虽然已得到成功的应用，如日本的广岛和长崎两个城市、马绍尔群岛共和国的比基尼环礁核试验场和澳大利亚的马拉林加核试验场的修复与重建，但其成本很高，难以用于大面积辐射区的修复，因此，工程与化学的方法局限性很大。生物修复是利用特殊的生物富集和固定放射性污染物的方法，主要是微生物和植物，特别是微生物功能利用最受关注,因其成本低，适合于大面积修复，因而生物修复放射性污染成为当前研究的热点。

研究表明：微生物不仅可通过溶解和沉淀、生物吸附和吸收、氧化还原等作用来治理环境中的放射性核素污染,并且可以通过改变植物根际微环境 ,从而提高植物对重金属离子和放射性核素的吸收、挥发或固定的效率。相关的研究也取得了积极进展，如Jana Sitte^[1] 等研究证明放射性核素铀（U）在土壤中的迁移率受环境中微生物及环境因子的影响，Eva-Maria Burkhardt^[2]研究表明Fe(III)还原菌的增生有利于包括U在内的重金属离子由土壤向地下水迁移。 C.Hwang 和D.Moreels^[3]等的研究表明，细菌菌群可促使可溶态U（VI）向稳定的U（IV）转化，Beyenal^[4]等研究显示硫酸盐还原菌可固定U，Copplestone^[5]等分离获得可大量积累¹³⁷Cs、^238+239+240Pu等放射性核素的微生物菌株，Hu^[6]等的研究表明许多微生物都能吸附U，如Pseudomonas aeruginosa CSU、Aspergillus fumigatus 和Saccharomyces cerevisiae。Entry^[7]等研究发现施用AM菌根菌可促进行植物对¹³⁷Cs、⁹⁰Sr的积累，Oneidensis希瓦氏菌MR-1，可以有效将可溶性U⁶⁺、Cr⁶⁺和Tc⁷⁺还原为不溶性U⁵⁺、Cr³⁺和Tc⁴⁺。

利用微生物修复放射性环境污染已经有成功的例子，Groudev^[8]在2001年利用土著微生物对保加利亚南部含有放射性元素铀、镭和钍同重金属铜、镉和铅污染土壤,进行原位修复，经过8个月的时间，污染物的水平下降到人体安全范围。