[发明专利]一种钚气溶胶的微生物吸附取样方法

说明书

本发明提供了一种钚气溶胶的微生物吸附取样方法。所述的方法通过选育特殊微生物菌种，利用物理化学作用将钚气溶胶吸附在菌种细胞表面，然后通过新陈代谢作用使钚气溶胶在菌种细胞内微沉积，饱和后利用解吸剂使钚气溶胶脱附。所述的方法针对纳米尺度钚气溶胶的取样，具有成本低、采样入口效率高、样品输送效率高、无二次污染的优点。所述的方法采用的微生物吸附‑脱附钚气溶胶微粒，完全回避了与人的接触，避免了钚气溶胶的放射性与毒性对人造成的危害，有效克服了传统钚气溶胶取样方法的局限性和不足，尤其是粒子反弹问题、过滤器和撞击器孔道的饱和问题，不用考虑影响气溶胶样品代表性的探头方位、取样口大小与形状、采样气流速度与方向等因素。

技术领域

本发明属于钚气溶胶分析测量的技术领域，具体涉及一种钚气溶胶的微生物吸附取样方法。

背景技术

钚气溶胶是钚放射性危害的重要表现形式之一，其来源主要有三个方面：核科学研究、核电站事故与核恐怖袭击。具体来说，钚气溶胶的形成来源分为4种：一是钚金属的氧化或挥发；二是辐照后的U或UO₂的氧化或挥发；三是钚悬浮液或水溶液的飞沫分散；四是被钚污染后的土壤或粉尘的再悬浮。无论哪一种来源，钚气溶胶物质会迅速扩散，造成危害公众和环境安全的后果，尤其是人体摄入毫克量级的钚便会引起最终的死亡。人体吸入钚气溶胶导致的内照射损伤效应，不仅取决于放射性烟云传播时在周围空气中形成的气溶胶浓度，也取决于污染区域气溶胶再悬浮的程度。此外，钚气溶胶吸入人体后在呼吸道中的沉积、吸收和转移是一个相当复杂的过程，涉及到巨噬细胞的吞噬作用，气管及支气管的纤毛运动，钚粒子的溶解和吸收以及通过淋巴系统的转移等。整个过程中，在很大程度上取决于钚颗粒的大小、溶解度、价态、核素组成等特征参数。这些特征参数是不断变化的，依赖于钚气溶胶形成时按空气动力学尺寸划分的三种模态（Aitken核模态、积累模态和粗粒子模态）。因此，为了真实预测钚气溶胶辐射影响的后果，提高事故区域长期辐射影响的评估水平，必须得到钚气溶胶准确的测量结果，包括粒径及分布、化学组分、同位素构成、表面形貌与晶体结构等测量。这些测量工作的重要前提是，采集获得具有代表性的钚气溶胶样品，并将其转移至测量装置才能进行测量。

为了获取原始环境中具有代表性且不被采样过程影响的气溶胶样品，就需要保证被采集样品从采集到测量仪器的过程中，气溶胶粒子的某些性质保持不变，例如质量浓度、数量浓度及粒径分布等。但是，在实际的样品采集和输送过程中避免这些性质的变化是十分困难的。由于粒子惯性、重力、扩散等各种机制作用，粒子并不能完全进入取样装置入口，通常会吸附在取样系统壁上而造成样品损失。这种抑制代表性取样的机制取决于气溶胶粒度，因此，任何取样系统只能在一定粒径范围内进行代表性取样，而大于或小于这个范围，就不具有代表性。按照钚气溶胶空气动力学尺寸的模态划分，大于2μm的粗粒子更易受到重力和惯性作用而快速沉降；小于0.1μm的Aitken核模态粒子更容易受扩散作用而吸附在器壁上，或者是很长时间悬浮在空中，即使沉降也容易发生再悬浮，尤其是纳米尺度的钚气溶胶微粒，更难被采集到代表性的样品中。

目前国内外研究机构对钚气溶胶的取样有过滤收集和惯性分级两种方式，集中于相对容易获取的0.1-10μm的粒径范围，这是由于受到目前取样方式的限制，加上钚气溶胶的放射性、源项获取困难、毒性、形成机理未知等自身特点。为了实现特殊实验场景下钚气溶胶的高回收率，就必须获取纳米尺度至微米尺度范围的所有钚气溶胶微粒，当前，亟需发展针对纳米尺度钚气溶胶的微生物吸附取样方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种钚气溶胶的微生物吸附取样方法。

本发明的钚气溶胶的微生物吸附取样方法，其特点是，该方法包括以下步骤：

a.微生物菌种的培育

通过实验室诱变育种获得钚气溶胶的微生物吸附剂菌种，在培养基中生长、收获与保藏；

b.钚气溶胶的吸附