СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТЕЙ ОТ РАДИОНУКЛИДОВ И ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И ШТАММ ГРИБА ASPERGILLUS NIGER BKMF - 33, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ, ИЗВЛЕКАЮЩЕЙ РАДИОНУКЛИДЫ И ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ ИЗ ЖИДКОСТЕЙ

СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТЕЙ ОТ РАДИОНУКЛИДОВ И ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И ШТАММ ГРИБА ASPERGILLUS NIGER BKMF - 33, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ, ИЗВЛЕКАЮЩЕЙ РАДИОНУКЛИДЫ И ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ ИЗ ЖИДКОСТЕЙ


RU (11) 2024079 (13) C1

(51) 5 G21F9/18, C02F3/34 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5048020/25 
(22) Дата подачи заявки: 1992.04.14 
(45) Опубликовано: 1994.11.30 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 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. 
(71) Заявитель(и): Акционерное общество закрытого типа "ЭДЕМ" 
(72) Автор(ы): Ховрычев М.П.; Мареев И.Ю.; Помыткин В.Ф. 
(73) Патентообладатель(и): Акционерное общество закрытого типа "ЭДЕМ" 

(54) СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТЕЙ ОТ РАДИОНУКЛИДОВ И ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И ШТАММ ГРИБА ASPERGILLUS NIGER BKMF - 33, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ, ИЗВЛЕКАЮЩЕЙ РАДИОНУКЛИДЫ И ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ ИЗ ЖИДКОСТЕЙ 

Использование: в прикладной микробиологии, при биологической очистке сточных вод от радионуклидов и тяжелых металлов. Сущность изобретения: способ очистки жидкостей от радионуклидов и тяжелых металлов заключается в обработке этих жидкостей сорбентом в виде биомассы грибов. В качестве сорбента используют биомассу грибов вида Aspergillus niger, преимущественно биомассы штамма грибов Aspergillus niger, ВКМF-33. 2 с.п.ф-лы, 4 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



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.

Известен способ очистки жидкостей от урана и тория, включающий использование в качестве сорбента биомассы гриба Rhizopus arrhizus [1].

Недостатком известного способа является то, что им не предусмотрена очистка растворов от других радионуклидов и от тяжелых металлов.

Известен штамм бактерий Pseudomonas aeruginosa, биомассу которого используют в качестве сорбента для очистки жидкостей от радионуклидов (урана и тория) [2].

Недостатком известного штамма является отсутствие сведений о возможности использования его биомассы для извлечения из жидкостей других радионуклидов, а также тяжелых металлов.

Цель изобретения - повышение эффективности за счет расширения спектра удаленных из жидкостей радионуклидов и тяжелых металлов и снижения их остаточного содержания в обработанной жидкости.

Целью изобретения является также расширение ассортимента штаммов грибов, биомасса которых эффективно удаляет широкий спектр радионуклидов и тяжелых металлов из жидкостей.

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).

Ниже приведены примеры реализации нового способа, иллюстрирующие эффективность применения известного штамма гриба по новому назначению.

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.

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.

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.

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.

Содержание радионукдидов и тяжелых металлов в очищаемых от них растворах определяли до и после обработки растворов сорбентом - биомассой грибов вида 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.

Для характеристики полноты извлечения радионуклидов из водной фазы рассчитывали их степень извлечения

= 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.

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.

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.

Результаты экспериментов приведены в табл.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. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



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.

2. Штамм гриба Aspergillus niger BKMF-33, используемый для получения биомассы, извлекающей радионуклиды и тяжелые металлы из жидкостей.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru