[發明專利]一種钚氣溶膠的微生物吸附取樣方法

有效

• 申請號: 201710136759.6
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN106644614B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 謝波;熊旺;宋濤;賈傳強;崔黎麗;郭俊民;劉曉亞;劉云怒
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院核物理與化學研究所
• 主分類號: G01N1/22
• 分類號: G01N1/22;G01N1/28
• 代理公司: 中國工程物理研究院專利中心 51210
• 代理人: 翟長明;韓志英

本發明提供了一種钚氣溶膠的微生物吸附取樣方法。所述的方法通過選育特殊微生物菌種，利用物理化學作用將钚氣溶膠吸附在菌種細胞表面，然后通過新陳代謝作用使钚氣溶膠在菌種細胞內微沉積，飽和后利用解吸劑使钚氣溶膠脫附。所述的方法針對納米尺度钚氣溶膠的取樣，具有成本低、采樣入口效率高、樣品輸送效率高、無二次污染的優點。所述的方法采用的微生物吸附?脫附钚氣溶膠微粒，完全回避了與人的接觸，避免了钚氣溶膠的放射性與毒性對人造成的危害，有效克服了傳統钚氣溶膠取樣方法的局限性和不足，尤其是粒子反彈問題、過濾器和撞擊器孔道的飽和問題，不用考慮影響氣溶膠樣品代表性的探頭方位、取樣口大小與形狀、采樣氣流速度與方向等因素。

技術領域

本發明屬于钚氣溶膠分析測量的技術領域，具體涉及一種钚氣溶膠的微生物吸附取樣方法。

背景技術

钚氣溶膠是钚放射性危害的重要表現形式之一，其來源主要有三個方面：核科學研究、核電站事故與核恐怖襲擊。具體來說，钚氣溶膠的形成來源分為4種：一是钚金屬的氧化或揮發；二是輻照后的U或UO₂的氧化或揮發；三是钚懸浮液或水溶液的飛沫分散；四是被钚污染后的土壤或粉塵的再懸浮。無論哪一種來源，钚氣溶膠物質會迅速擴散，造成危害公眾和環境安全的后果，尤其是人體攝入毫克量級的钚便會引起最終的死亡。人體吸入钚氣溶膠導致的內照射損傷效應，不僅取決于放射性煙云傳播時在周圍空氣中形成的氣溶膠濃度，也取決于污染區域氣溶膠再懸浮的程度。此外，钚氣溶膠吸入人體后在呼吸道中的沉積、吸收和轉移是一個相當復雜的過程，涉及到巨噬細胞的吞噬作用，氣管及支氣管的纖毛運動，钚粒子的溶解和吸收以及通過淋巴系統的轉移等。整個過程中，在很大程度上取決于钚顆粒的大小、溶解度、價態、核素組成等特征參數。這些特征參數是不斷變化的，依賴于钚氣溶膠形成時按空氣動力學尺寸劃分的三種模態（Aitken核模態、積累模態和粗粒子模態）。因此，為了真實預測钚氣溶膠輻射影響的后果，提高事故區域長期輻射影響的評估水平，必須得到钚氣溶膠準確的測量結果，包括粒徑及分布、化學組分、同位素構成、表面形貌與晶體結構等測量。這些測量工作的重要前提是，采集獲得具有代表性的钚氣溶膠樣品，并將其轉移至測量裝置才能進行測量。

為了獲取原始環境中具有代表性且不被采樣過程影響的氣溶膠樣品，就需要保證被采集樣品從采集到測量儀器的過程中，氣溶膠粒子的某些性質保持不變，例如質量濃度、數量濃度及粒徑分布等。但是，在實際的樣品采集和輸送過程中避免這些性質的變化是十分困難的。由于粒子慣性、重力、擴散等各種機制作用，粒子并不能完全進入取樣裝置入口，通常會吸附在取樣系統壁上而造成樣品損失。這種抑制代表性取樣的機制取決于氣溶膠粒度，因此，任何取樣系統只能在一定粒徑范圍內進行代表性取樣，而大于或小于這個范圍，就不具有代表性。按照钚氣溶膠空氣動力學尺寸的模態劃分，大于2μm的粗粒子更易受到重力和慣性作用而快速沉降；小于0.1μm的Aitken核模態粒子更容易受擴散作用而吸附在器壁上，或者是很長時間懸浮在空中，即使沉降也容易發生再懸浮，尤其是納米尺度的钚氣溶膠微粒，更難被采集到代表性的樣品中。

目前國內外研究機構對钚氣溶膠的取樣有過濾收集和慣性分級兩種方式，集中于相對容易獲取的0.1-10μm的粒徑范圍，這是由于受到目前取樣方式的限制，加上钚氣溶膠的放射性、源項獲取困難、毒性、形成機理未知等自身特點。為了實現特殊實驗場景下钚氣溶膠的高回收率，就必須獲取納米尺度至微米尺度范圍的所有钚氣溶膠微粒，當前，亟需發展針對納米尺度钚氣溶膠的微生物吸附取樣方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種钚氣溶膠的微生物吸附取樣方法。

本發明的钚氣溶膠的微生物吸附取樣方法，其特點是，該方法包括以下步驟：

a.微生物菌種的培育

通過實驗室誘變育種獲得钚氣溶膠的微生物吸附劑菌種，在培養基中生長、收獲與保藏；

b.钚氣溶膠的吸附