RU2024079C1 - Method of bilogical treatment of liquids from radionuclides and heavy metals and strain of fungus aspergillus niger bkmf-33 used for biomass preparing extracting radionuclides and heavy metals from liquids - Google Patents
Method of bilogical treatment of liquids from radionuclides and heavy metals and strain of fungus aspergillus niger bkmf-33 used for biomass preparing extracting radionuclides and heavy metals from liquidsInfo
- Publication number
- RU2024079C1 RU2024079C1 SU5048020A RU2024079C1 RU 2024079 C1 RU2024079 C1 RU 2024079C1 SU 5048020 A SU5048020 A SU 5048020A RU 2024079 C1 RU2024079 C1 RU 2024079C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radionuclides
- liquids
- heavy metals
- biomass
- aspergillus niger
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к прикладной микробиологии и может быть использовано при биологической очистке от радионуклидов и тяжелых металлов сточных вод, жидких радиоактивных материалов после приготовления из них растворов, содержащих радионуклиды и тяжелые металлы. The invention relates to applied microbiology and can be used for biological treatment of radionuclides and heavy metals from wastewater, liquid radioactive materials after preparing solutions containing radionuclides and heavy metals from them.
Известен способ очистки жидкостей от урана и тория, включающий использование в качестве сорбента биомассы гриба Rhizopus arrhizus [1]. A known method of purifying liquids from uranium and thorium, including the use of the biomass of the fungus Rhizopus arrhizus as a sorbent [1].
Недостатком известного способа является то, что им не предусмотрена очистка растворов от других радионуклидов и от тяжелых металлов. The disadvantage of this method is that it does not provide for the cleaning of solutions from other radionuclides and from heavy metals.
Известен штамм бактерий Pseudomonas aeruginosa, биомассу которого используют в качестве сорбента для очистки жидкостей от радионуклидов (урана и тория) [2]. A known bacterial strain Pseudomonas aeruginosa, the biomass of which is used as a sorbent for cleaning liquids from radionuclides (uranium and thorium) [2].
Недостатком известного штамма является отсутствие сведений о возможности использования его биомассы для извлечения из жидкостей других радионуклидов, а также тяжелых металлов. A disadvantage of the known strain is the lack of information about the possibility of using its biomass to extract other radionuclides from liquids, as well as heavy metals.
Цель изобретения - повышение эффективности за счет расширения спектра удаленных из жидкостей радионуклидов и тяжелых металлов и снижения их остаточного содержания в обработанной жидкости. The purpose of the invention is to increase efficiency by expanding the spectrum of radionuclides and heavy metals removed from liquids and reducing their residual content in the treated liquid.
Целью изобретения является также расширение ассортимента штаммов грибов, биомасса которых эффективно удаляет широкий спектр радионуклидов и тяжелых металлов из жидкостей. The aim of the invention is also to expand the range of fungal strains whose biomass effectively removes a wide range of radionuclides and heavy metals from liquids.
Цель достигается тем, что по способу очистки жидкостей от радионуклидов и тяжелых металлов, включающему обработку жидкостей сорбентом в виде биомассы грибов, в качестве сорбента используют биомассу грибов вида Aspergillus niger, преимущественно биомассу штамма грибов Aspergillus niger ВКМF-33. Данный штамм грибов депонирован во Всесоюзной коллекции микроорганизмов как типовой (Каталог культур микроорганизмов, поддерживаемых в учреждениях СССР. М.: Наука, 1981, с.110). The goal is achieved in that according to the method of purifying liquids from radionuclides and heavy metals, including treating liquids with a sorbent in the form of mushroom biomass, the biomass of Aspergillus niger species, mainly the biomass of the Aspergillus niger VKMF-33 mushroom strain, is used as the sorbent. This strain of fungi is deposited in the All-Union collection of microorganisms as a typical one (Catalog of microorganism cultures supported in USSR institutions. M: Nauka, 1981, p. 110).
Ниже приведены примеры реализации нового способа, иллюстрирующие эффективность применения известного штамма гриба по новому назначению. The following are examples of the implementation of the new method, illustrating the effectiveness of the application of the known strain of the fungus for a new purpose.
П р и м е р 1. Исследованные штаммы гриба Aspergillus niger хранили на косяках агаризованного сусла при температуре +4 ± 1оС с пересевом на свежие косяки через 2-4 мес. Наработку биомассы грибов, используемых в качестве сорбента для удаления радионуклидов и тяжелых металлов из жидкостей, осуществляли в несколько стадий.PRI me
Культуру, хранившуюся на косяках, пересевали на агаризованную среду Чапека-Докса и инкубировали 48 ч при 28оС. Для получения ионокуляционного материала 48-часовую культуру пересевали на среду Чапека-Докса следующего состава, г/л: Глюкоза 30 NaNO3 1 K2HPO4 1 KCl 0,5 MgSO4 .7H2O 0,5 FeSO4 0,01 Дрожжевой экстракт 0,1
Для приготовления среды к перечисленным компонентам добавляли дистиллированную воду до 1 л. Перед стерилизацией 10%-ным раствором H2SO4 доводили рН среды до 5,5. Среду стерилизовали при 121оС в течение 30 мин. Штамм инкубировали в колбах Эрленмейера на круговой качалке при 230 об/мин и температуре 28оС в течение 48-60 ч. Для получения биомассы полученный инокуляционный материал вносили в ту же питательную среду в количестве 5-6 по объему и инкубировали в течение 48-60 ч в ферментационных аппаратах Biotec при условиях: рН среды 5,5; аэрация: два объема воздуха к одному объему среды при перемешивании со скоростью 500 об/мин при температуре 28оС. После завершения цикла ферментации биомассу отделяли центрифугированием, промывали дистиллированной водой и использовали как сорбент для удаления радионуклидов и тяжелых металлов из жидкостей.The culture was stored on the doorposts, replated on agar Czapek-Dox medium and incubated 48 h at 28 ° C. For the material ionokulyatsionnogo 48-hour culture were reseeded on Czapek-Dox medium of the following composition, g / l: glucose 30 NaNO 3 January 2 K HPO 4 1 KCl 0.5 MgSO 4 . 7H 2 O 0.5 FeSO 4 0.01 Yeast extract 0.1
To prepare the medium, distilled water up to 1 liter was added to the listed components. Before sterilization with a 10% solution of H 2 SO 4, the pH of the medium was adjusted to 5.5. The medium was sterilized at 121 ° C for 30 min. The strain was incubated in Erlenmeyer flasks on a rotary shaker at 230 rev / min and a temperature of 28 ° C for 48-60 hours. For inoculating material derived biomass was inoculated into the same medium in an amount of 5-6 volume and incubated for 48- 60 hours in Biotec fermentation apparatus under the following conditions: pH 5.5; aeration: two volumes air to one volume of the medium, with stirring at 500 rev / min at a temperature of 28 C. After completion of the fermentation cycle, the biomass was separated by centrifugation, washed with distilled water and used as a sorbent for the removal of radionuclides and heavy metals from liquids.
П р и м е р 2. Гриб выращивали как в примере 1 и далее провели сопоставление эффективности применения биомассы разных штаммов вида Aspergillus niger для удаления радионуклидов, содержащихся в присутствии тяжелых металлов, из растворов их солей. PRI me R 2. The fungus was grown as in example 1 and then compared the effectiveness of the use of biomass of different strains of the species Aspergillus niger to remove radionuclides contained in the presence of heavy metals from solutions of their salts.
Сорбирующие свойства биомассы трех штаммов Aspergillus niger изучали на примере очистки специально приготовленных индивидуальных растворов 90Sr, 137Cs, 239Pu и растворов их смеси с добавлением ионов тяжелых металлов (Fe, Ni, Cr и др.). К суспензии биомассы добавляли известное количество радионуклидов и тяжелых металлов и затем подвергали встряхиванию на качалке с частотой около 250 раз в минуту в течение 2 ч. затем биомассу отделяли центрифугированием.The sorbing properties of the biomass of three strains of Aspergillus niger were studied by the example of purification of specially prepared individual solutions of 90 Sr, 137 Cs, 239 Pu and solutions of their mixture with the addition of heavy metal ions (Fe, Ni, Cr, etc.). A known amount of radionuclides and heavy metals was added to the biomass suspension and then shaken on a rocking chair at a frequency of about 250 times per minute for 2 hours, then the biomass was separated by centrifugation.
Содержание радионукдидов и тяжелых металлов в очищаемых от них растворах определяли до и после обработки растворов сорбентом - биомассой грибов вида Aspergillus niger. The content of radionucdides and heavy metals in the solutions purified from them was determined before and after treatment of the solutions with a sorbent - biomass of fungi of the species Aspergillus niger.
Для удобства сопоставления во всех вариантах опыта очистке от радионуклидов и тяжелых металлов подвергали модельные растворы хлоридов 90Sr, 137Cs, 239Pu с удельной активностью каждого элемента около 107 Бк/л. Результаты приведены в табл.1 и 2, в которых приняты следующие обозначения:
Скон - концентрация соответствующего радионуклида в растворе после проведения биосорбции, Бк/л;
К - константа распределения радионуклида между водной фазой и биомассой, л/г.сух.вес. Величину константы распределения определяли из выражения
K = , где Анач и Акон - полная активность данного радионуклида в водной фазе до и после биосорбции соответственно, Бк;
W - масса сухого вещества в данном образце биосуспензии, г.For convenience of comparison, in all experimental variants, model solutions of 90 Sr, 137 Cs, 239 Pu chlorides with a specific activity of each element of about 107 Bq / l were subjected to purification from radionuclides and heavy metals. The results are shown in tables 1 and 2, in which the following notation:
With con - the concentration of the corresponding radionuclide in the solution after biosorption, Bq / l;
K is the distribution constant of the radionuclide between the aqueous phase and biomass, l / g. Dry weight. The value of the distribution constant was determined from the expression
K = where A beg and A con are the total activity of a given radionuclide in the aqueous phase before and after biosorption, respectively, Bq;
W is the dry matter mass in this biosuspension sample, g.
Для характеристики полноты извлечения радионуклидов из водной фазы рассчитывали их степень извлечения
ϒ = · 100% .To characterize the completeness of extraction of radionuclides from the aqueous phase, their degree of extraction was calculated
ϒ = · 100% .
Данные, представленные в табл.1 и 2, показывают, что биомасса всех испытанных штаммов вида Aspergillus niger является эффективным сорбентом для удаления индивидуальных радионуклидов и их смесей из растворов, в том числе в присутствии тяжелых металлов. Наиболее эффективной является биомасса штамма Aspergillus niger ВКМF-33. Необходимо отметить, что сорбция происходила из ультраразбавленных растворов радионуклидов (равновесная концентрация для 90Sr была порядка 10-8 г/л и менее, для 137 Сs - ≅ 10-6 г/л, для 239Pu - ≅10-4 г/л), что свидетельствует о чрезвычайно высоком химическом сродстве биологических структур изученного вида микроорганизмов к 90Sr, 137Cs и 239Pu.The data presented in Tables 1 and 2 show that the biomass of all tested strains of the Aspergillus niger species is an effective sorbent for removing individual radionuclides and their mixtures from solutions, including in the presence of heavy metals. The most effective is the biomass of the strain Aspergillus niger VKMF-33. It should be noted that sorption occurred from ultra-diluted solutions of radionuclides (the equilibrium concentration for 90 Sr was of the order of 10 -8 g / l or less, for 137 Cs - ≅ 10-6 g / l, for 239 Pu - ≅ 10 -4 g / l ), which indicates an extremely high chemical affinity of biological structures of the studied species of microorganisms to 90 Sr, 137 Cs and 239 Pu.
П р и м е р 3. Провели сравнение эффективности применения биомассы гриба вида Aspergillus niger для очистки жидкостей от радионуклидов и тяжелых металлов и биомассы других изученных видов микроорганизмов. Результаты представлены в табл.3 и свидетельствуют о наиболее высокой эффективности биомассы гриба Aspergillus niger. PRI me R 3. A comparison of the effectiveness of the use of biomass of the fungus Aspergillus niger species for the purification of liquids from radionuclides and heavy metals and biomass of other studied types of microorganisms. The results are presented in table 3 and indicate the highest biomass efficiency of the fungus Aspergillus niger.
П р и м е р 4. В качестве объекта очистки был использован водный раствор хлоридов 90Sr, 237Cs и 239Pu с начальной концентрацией 9,96.105 Бк/л, 5,93.106 Бк/л и 4,21.104 Бк/л соответственно. Помимо указанных радионуклидов в очищаемой жидкости содержался FeCl3, таким образом, в системе кроме плутония присутствовали ионы еще одного тяжелого металла - Fe3+ с концентрацией 7,5 мг/л. Очистка исходного раствора проводилась биомассой штамма Aspergillus niger ВКМF-33. Методика очистки состояла в следующем. К очищаемой жидкости добавляли сырую биомассу штамма Aspergillus niger ВКМF-33 из расчета около 10 см3 биомассы на 100 мл жидкости. Полученную биосуспензию перемешивали на круговой качалке в течение 30 мин с частотой около 240-250 колебаний в минуту. По завершении указанной операции биосуспензию фильтровали. После отбора пробы на анализ очищаемую жидкость подвергали повторной очистке по аналогичной методике. Необходимо отметить, что уже после первого цикла очистки железо в водной фазе присутствовало в следовых количествах (менее 1 мг/л). Завершающей фазой (третьим циклом) очистки было пропускание полученного после двух циклов сорбции раствора через слой сырой биомассы штамма Aspergillus niger ВКМF-33 (толщина слоя 25-30 мм). Биомасса находилась в колонке, на дне которой был установлен бактериальный фильтр. Жидкость пропускали через фильтр со скоростью около 1 мл/ч.PRI me
Результаты экспериментов приведены в табл.4. The experimental results are shown in table 4.
Как видно из представленных данных, несмотря на присутствие в начальном растворе ионов трехвалентного железа, очистку от радионуклидов удалось провести на 96,1% и более. As can be seen from the data presented, despite the presence of ferric iron ions in the initial solution, it was possible to clear radionuclides by 96.1% or more.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5048020 RU2024079C1 (en) | 1992-04-14 | 1992-04-14 | Method of bilogical treatment of liquids from radionuclides and heavy metals and strain of fungus aspergillus niger bkmf-33 used for biomass preparing extracting radionuclides and heavy metals from liquids |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5048020 RU2024079C1 (en) | 1992-04-14 | 1992-04-14 | Method of bilogical treatment of liquids from radionuclides and heavy metals and strain of fungus aspergillus niger bkmf-33 used for biomass preparing extracting radionuclides and heavy metals from liquids |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2024079C1 true RU2024079C1 (en) | 1994-11-30 |
Family
ID=21607157
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5048020 RU2024079C1 (en) | 1992-04-14 | 1992-04-14 | Method of bilogical treatment of liquids from radionuclides and heavy metals and strain of fungus aspergillus niger bkmf-33 used for biomass preparing extracting radionuclides and heavy metals from liquids |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2024079C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110111854A (en) * | 2019-04-01 | 2019-08-09 | 中国辐射防护研究院 | Radionuclide discharges calculation method of the approach to aquatile concentration from surface water |
-
1992
- 1992-04-14 RU SU5048020 patent/RU2024079C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. M.Tsezos, B.Volesky. Biotechnology and Bioengineering, 1981, v.23, n.3, p.583-604 ("Biosorption of Uranium and Thorium"). * |
2. Патент Великобритании N 2145428, кл. C 6FE, 1983. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110111854A (en) * | 2019-04-01 | 2019-08-09 | 中国辐射防护研究院 | Radionuclide discharges calculation method of the approach to aquatile concentration from surface water |
CN110111854B (en) * | 2019-04-01 | 2023-09-15 | 中国辐射防护研究院 | Calculation method for concentration of radionuclide from surface water release path to aquatic organisms |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Hamdy et al. | Formation of methyl mercury by bacteria | |
Huang et al. | Application of Aspergillus oryze and Rhizopus oryzae for Cu (II) removal | |
Kurek et al. | Sorption of cadmium by microorganisms in competition with other soil constituents | |
Jianlong et al. | Bioadsorption of lead (II) from aqueous solution by fungal biomass of Aspergillus niger | |
CN108587915B (en) | Chlorella W5 capable of removing heavy metals in water with high heavy metal content and application thereof | |
JP4528981B2 (en) | Denitrification method in the presence of salt | |
CN109225163A (en) | A kind of method of cadmium in compound magnetic microalgae biological adsorption agent and its absorption waste water | |
CA1328633C (en) | Microbiological purification of water and a microorganism for use in said process | |
CN110241111A (en) | A kind of method of modified activated carbon immobilized cell enhancing bacterium chromium reducing power | |
RU2024079C1 (en) | Method of bilogical treatment of liquids from radionuclides and heavy metals and strain of fungus aspergillus niger bkmf-33 used for biomass preparing extracting radionuclides and heavy metals from liquids | |
Parameswari et al. | Biosorption of chromium (VI) and nickel (II) by bacterial isolates from an aqueous solution | |
Waksman et al. | The adsorption of bacteria by marine bottom | |
RU2024080C1 (en) | Method of biological treatment of liquids from radionuclides and heavy metals and strain of fungus rhizopus arrhirus-592 used for biomass preparing extracting radionuclides and heavy metals from liquids | |
Bachrach et al. | Inhibitory effect of oxidized spermine on the multiplication of coliphage T5 | |
Gupta et al. | Bioaccumulation and biosorption of lead by poultry litter microorganisms | |
Munier‐Lamy et al. | Formation of polyelectrolyte complexes with the major elements Fe and Al and the trace elements U and Cu during heterotrophic microbial leaching of rocks | |
Balluz et al. | The behaviour of f2 coliphage in activated sludge treatment | |
RU2024078C1 (en) | Method of biological treatment of liquids from radionuclides and heavy metals and strain of fungus penicillium chrysogenum bkmf - 3330d used for biomass preparing extracting radionuclides and heavy metals from liquids | |
Clark et al. | Heterotrophic Iron‐Precipitating Bacteria | |
Satvatmanesh et al. | Biosorption of 226 Ra in high level natural radiation areas of Ramsar, Iran | |
CN107090422B (en) | Microbial agent containing soluble molybdenum disulfide and application thereof | |
CN112694982B (en) | Candida utilis and application thereof | |
JPS6016591A (en) | Immobilization of yeast | |
CN110938561B (en) | Burkholderia Y-4 and application thereof in adsorption of heavy metal ions and sulfanilamide antibiotics | |
Sed́lǎcek et al. | Influence of different aquatic humus fractions on uptake of cadmium to alga Selenastrum capricornutum Printz |