[发明专利]一种以兼性海洋真菌为基体以植酸为功能单体所制备的印迹材料修复铀污染水体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及铀(VI)污染水体的修复技术领域，是一种以红树林内源真菌Fusarium sp.#ZZF51（一株典型的兼性海洋抗辐射真菌，可于淡水、陆栖及海洋环境生产及产孢）为基质，植酸为功能单体，UO₂²⁺为模板离子，四乙氧基硅烷(TEOS)为交联剂，采用溶胶-凝胶技术制备成印迹材料快速清除水体中铀(VI)污染的方法。

背景技术

铀是一种放射性物质，也是一种重要的能源物质，在水体和土壤中大多以铀酰离子（UO₂²⁺）形式存在。随着核工业的快速发展及废旧核设施的退役，一些含铀(VI)废水已给环境和人类带来了较为严重的危害，铀(VI)通常由食物链蓄积在人体肝脏和骨骼中，可诱发肺癌、肝癌、胰腺癌等多种疾病。人们在放射性废水尤其是含铀(VI)废水的处理方面, 目前主要有混凝沉淀、化学沉淀、萃取、膜分离、氧化还原、沉降-结晶、凝结-絮凝、物理吸附、离子交换、电化学处理、蒸发浓缩、渗析及反渗透等方法，这些传统方法虽在一定程度取得了较好效果，但普遍存在产生的泥浆量较大, 工艺流程冗长, 后续处理烦琐，成本高以及二次污染等，尤其对含低/微量铀(VI)废水的处理效果很一般，正因如此，它们的应用便受到极大限制。

微生物修复是指利用微生物（含原始状态和结构改造后状态）机体表面及体内本身化学结构与成分特性来吸附溶于水中的重金属离子,再通过固液分离去除水溶液中重金属离子的一种方法，与传统的修复技术相比,它以其吸收速度快，吸收量大，选择性好，品种丰富，价格低廉, 运行成本低，解吸容易，重复利用率高，适应的pH值和温度范围宽且对低浓度废水(重金属质量浓度1～100 mg·L^-1)处理效果好等优点而广受关注。正因如此，微生物修复法被视为处理大量含低浓度重金属离子废水的理想方法，也是该领域内很有前景的方法。

在过去二十来年里，通过微生物修复法来处理含铀(VI)废水主要体现在以下两个方面：（1）改性微生物材料修复铀(VI)污染水体，通常对微生物进行改性的化学物质多为常见有机溶剂、有机酸碱以及拥有多活性位点的有机试剂等，而对采用溶胶-凝胶技术以发生聚合反应制备成印迹聚合物来改性微生物的报道却不多。分子印迹技术是指在合适的溶剂中，将模板分子与功能单体通过非共价键作用形成复合物，然后加入交联剂以发生聚合反应，再从生成的聚合物中去除模板分子即可得到与模板分子大小、形状、官能团完全互补的且具有三维孔穴的印迹材料。本专利是以一种内源真菌Fusarium sp.#ZZF51为基质，植酸为功能单体，UO₂²⁺为模板离子，四乙氧基硅烷(TEOS)为交联剂，采用溶胶-凝胶技术制备成铀(VI)离子印迹材料来修复铀(VI)污染水体的方法，至今未见文献报道。（2）之前用以修复铀(VI)污染水体的微生物绝大部分来源陆地，而对海洋来源（包括红树林来源）的微生物却鲜有报道。一般来说，海洋微生物分为两大类：第一类为专性海洋微生物，即只能在海洋和河口环境中生长和产孢；第二类为兼性海洋微生物，即来自淡水或陆栖但能在海洋环境中生产和产孢的种类，诚然，这类微生物仍能回归淡水或陆栖进行生产及产孢。众所周知，海洋环境具有高盐、高压、低温、少光照、贫营养、局部高温等特征，正是这种极端环境造就了海洋来源微生物拥有自己特殊的种属及独特的代谢方式，并能产生结构新颖功能独特的代谢产物，这些代谢产物十分有助于微生物对铀(VI)污染水体的修复，所以说利用海洋来源微生物（尤其为经结构修饰改造后的海洋来源微生物）来修复铀(VI)污染水体则潜力无限。

发明内容

针对上述情况，本发明的目的是提供一种以兼性海洋真菌为基体以植酸为功能单体所制备的印迹材料修复铀污染水体的方法，该方法既具有取材方便、成本低廉、环境友好，修复效率高（尤其对低铀(VI)离子浓度废水），又具有处理步骤简单，风险小，水体pH值接近中性，适应温度范围宽等多重特点。