СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТЕЙ ОТ РАДИОНУКЛИДОВ И ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И ШТАММ ГРИБА RHIZOPUS ARRHIRUS BKMF - 592, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ, ИЗВЛЕКАЮЩЕЙ РАДИОНУКЛИДЫ И ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ ИЗ ЖИДКОСТЕЙ

СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТЕЙ ОТ РАДИОНУКЛИДОВ И ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И ШТАММ ГРИБА RHIZOPUS ARRHIRUS BKMF - 592, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ, ИЗВЛЕКАЮЩЕЙ РАДИОНУКЛИДЫ И ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ ИЗ ЖИДКОСТЕЙ


RU (11) 2024080 (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: 5048033/25 
(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. G 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 RHIZOPUS ARRHIRUS BKMF - 592, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ, ИЗВЛЕКАЮЩЕЙ РАДИОНУКЛИДЫ И ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ ИЗ ЖИДКОСТЕЙ 

Использование: в прикладной микробиологии, при биологической очистке от радионуклидов и тяжелых металлов сточных вод, жидких радиоактивных отходов или твердых металлов после приготовления из них растворов, содержащих радионуклиды и тяжелые металлы. Сущность изобретения: способ очистки жидкостей от радионуклидов и тяжелых металлов заключается в обработке указанных жидкостей сорбентом в виде биомассы грибов вида Phizopus arrhizus, преимущественно штамма Rhizopus arrhizus BKMF-592. 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 отходов или твердых металлов после приготовления из них растворов, содержащих радионуклиды и тяжелые металлы.

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

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

Известен штамм бактерий Pseudomonas aeruginosa, биомассу которого используют в качестве сорбента для очистки жидкостей от радионуклидов, таких как уран и торий [2]. Недостатком известного штамма является отсутствие сведений о возможности использования его биомассы для извлечения из жидкостей других радионуклидов (Pu, Cs, Sr), а также тяжелых металлов.

Цель изобретения - повышение эффективности за счет расширения спектра удаляемых 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 Rhizopus arrhizus, преимущественно биомассу штамма Rhizopus arrhizus ВКМF-592.

Штамм Rhizopus arrhizus ВКМF-592 депонирован во Всесоюзной коллекции микроорганизмов как типов (Каталог культур микроорганизмов, поддерживаемых в учреждениях СССР. М.: Наука, 1981, с.171).

Ниже приведены примеры реализации нового способа, иллюстрирующие применение известного штамма по новому назначению.

П р и м е р 1. Исследованные штаммы Rhizopus arrhizus хранили на косяках агаризованного сусла при температуре +4 1оС с пересевом на свежие косяки через 2-4 мес. Наработку биомассы грибов, используемой в качестве сорбента для удаления радионуклидов и тяжелых металлов из растворов их солей, осуществляли в несколько стадий.

Культуру, хранившуюся на косяках, пересевали на среду следующего состава, г/л: Глюкоза 20 (NH4)2SO4 2 K2HPO4 1 MgSO4.7H2O 0,5 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 6,3. 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 ч в ферментационных аппаратах фирмы Biotec при условиях: рН среды 6,3ж 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 растворов их солей.

П р и м е р 2. Выращивание гриба проводили как в примере 1. Провели сопоставление эффективности применения биомассы разных штаммов вида Rhizopus arrhizus для удаления радионуклидов, содержащихся в растворе в присутствии тяжелых металлов.

Сорбирующие свойства биомассы трех штаммов Rhizopus arrhizus изучен на примере очистки специально приготовленных индивидуальных растворов 90Sr, 137Cs, 239Pu и растворов их смеси с добавлением к растворам 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 радионуклидов и тяжелых металлов в очищаемых от них растворах определяли до и после обработки растворов сорбентом - биомассой изученных штаммв Rpizopus arrhizus.

Для удобства сопоставления во всех вариантах опыта очистке от радионуклидов и тяжелых металлов подвергали модельные растворы хлоридов 90Sr, 237Cs, 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 определяли из выражения

K = , где Анач и Акон - полная активность данного радионуклида в водной среде до и после биосорбции соответственно, Бк/л;

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 Rhizopus cirrhizus является эффективным сорбентом для удаления индивидуальных радионуклидов и их солей из растворов, в том числе в присутствии солей тяжелых металлов, содержание которых после обработки жидкости биомассой исследованных штаммов Rhizopus arrhizus было менее 1 мг/мл.

Следует отметить, что сорбция происходила из ультраразбавленных растворов радионуклидов (равновесная концентрация для 90Sr была порядка 10-8 г/л и менее, для 137Cs - 10-6 г/л, для 239Pu 10-4 г/л), что свидетельствует о чрезвычайно высоком сродстве биологических структур изучаемого вида микроорганизмов к 90Sr, 137Cs и 239Pu. Наибольшую эффективность очистки жидкостей от радионуклидов и тяжелых металлов обеспечивает биомасса штамма Rhizopus arrhizus ВКМА-592.

П р и м е р 3. Провели сравнение эффективности применения биомассы грибов вида Rhizopus arrhizus 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 грибов вида Rhizopus arrhizus.

П р и м е р 4. В качестве объекта очистки был использован водный раствор хлоридов 90Sr, 137Cs 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 тяжелого металла плутония присутствовали ионы еще одного тяжелого металла - Fe3+ с концентрацией 7,5 мг/л.

Очистку данной жидкости проводили биомассой штамма Phizopus arrhizus ВКМF-592. Методика очистки состояла в следующем. Биомассу штамма суспендировали в очищаемой жидкости из расчета около 10 см3 сырой биомассы на 100 мл жидкости. Полученную биосуспензию перемешивали на круговой качалке не менее 30 мин с частотой около 240-250 колебаний в минуту. По завершении перемешивания биомассу отделяли фильтрованием и отмывали. После отбора пpобы на анализ очищаемую жидкость по той же методике еще раз обработали биомассой штамма Rhizopus arrhizus ВКМF-592. Следует отметить, что уже после первого цикла очистки железо присутствовало в водной фазе только в следовых количествах (< 1 мг/л).

Завершали очистку жидкости ее пропусканием через слой сырой биомассы штамма Rhizopus arrhizus (толщина слоя 25-30 мм). Биомасса находилась в колонке, на дне которой был установлен бактериальный фильтр. Жидкость пропускали через колонку со скоростью около 1 мл/ч. Результаты приведены в табл. 4 и свидетельствуют об удалении из жидкости 95,5% содержащихся в ней радионуклидов. 


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 вида Phizopus arrhirus.

2. Штамм гриба Rhizopus arrhirus BKMF-592, 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