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 liquids

Info

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
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
М.П. Ховрычев
И.Ю. Мареев
В.Ф. Помыткин
Original Assignee
Акционерное общество закрытого типа "Эдем"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество закрытого типа "Эдем" filed Critical Акционерное общество закрытого типа "Эдем"
Priority to SU5048020 priority Critical patent/RU2024079C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2024079C1 publication Critical patent/RU2024079C1/en

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

FIELD: applied microbiology. SUBSTANCE: method of liquids treatment from radionuclides and heavy metals involves treatment of these liquids with sorbent in the form of fungal biomass. Biomass of fungi of species Aspergillus niger, mainly biomass of strain of fungi Aspergillus niger, BKMF-33, is used as sorbent. EFFECT: improved method of treatment. 3 cl, 4 tbl

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 R 1. The studied strains of the fungus Aspergillus niger were stored on jambs of agarized wort at a temperature of +4 ± 1 о С with replanting on fresh jambs after 2-4 months. The accumulation of biomass of fungi used as a sorbent to remove radionuclides and heavy metals from liquids was carried out in several stages.

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 =

Figure 00000001
, 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 =
Figure 00000001
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 =

Figure 00000002
· 100% .To characterize the completeness of extraction of radionuclides from the aqueous phase, their degree of extraction was calculated
ϒ =
Figure 00000002
· 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 R 4. As an object of purification was used an aqueous solution of chlorides 90 Sr, 237 Cs and 239 Pu with an initial concentration of 9.96 . 10 5 Bq / l, 5.93 . 10 6 Bq / l and 4.21 . 10 4 Bq / l, respectively. In addition to the indicated radionuclides, FeCl 3 was contained in the liquid being cleaned, thus, in addition to plutonium, the system contained ions of another heavy metal — Fe 3+ with a concentration of 7.5 mg / L. Purification of the initial solution was carried out by the biomass of the strain Aspergillus niger VKMF-33. The cleaning procedure was as follows. Crude biomass of Aspergillus niger VKMF-33 strain was added to the liquid to be purified at the rate of about 10 cm 3 of biomass per 100 ml of liquid. The resulting biosuspension was stirred on a circular shaker for 30 minutes with a frequency of about 240-250 vibrations per minute. Upon completion of this operation, the biosuspension was filtered. After sampling for analysis, the liquid to be purified was subjected to repeated purification by a similar method. It should be noted that already after the first purification cycle, iron in the aqueous phase was present in trace amounts (less than 1 mg / l). The final phase (third cycle) of purification was the passage of the solution obtained after two cycles of sorption through a layer of crude biomass of the strain Aspergillus niger VKMF-33 (layer thickness 25-30 mm). The biomass was in a column at the bottom of which a bacterial filter was installed. Liquid was passed through the filter at a rate of about 1 ml / h.

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)

1. Способ биологической очистки жидкостей от радионуклидов и тяжелых металлов, включающий обработку жидкостей сорбентом в виде биомассы грибов, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют биомассу грибов Aspergillus niger. 1. The method of biological purification of liquids from radionuclides and heavy metals, including the treatment of liquids with a sorbent in the form of mushroom biomass, characterized in that Aspergillus niger mushroom biomass is used as a sorbent. 2. Штамм гриба Aspergillus niger BKMF-33, используемый для получения биомассы, извлекающей радионуклиды и тяжелые металлы из жидкостей. 2. The strain of the fungus Aspergillus niger BKMF-33, used to obtain biomass that extracts radionuclides and heavy metals from liquids.
SU5048020 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 RU2024079C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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