ccomyxa C-IR3-4C核糖體RNA基因的序列尤其在它的口Sl和口S2基因的性質(zhì) 上,與Coccomyxa屬的其它物種不同。
[0027] Coccomyxa C-IR3-4C可生長(zhǎng)在放射性介質(zhì)中,運(yùn)使得除了能攝取并且濃縮放射性 或非放射性水性介質(zhì)的溶液中的放射性或非放射性金屬離子之外,它還能攝取并且代謝除 了金屬之外的放射性化合物。除了金屬之外的放射性化合物包括例如化或I 4Cd后者可在光 合作用的過(guò)程中WC〇2的礦物形式(碳酸鹽或碳酸氨鹽)進(jìn)行代謝,或在多種藻類代謝過(guò)程 中W有機(jī)物形式(諸如乙酸鹽)進(jìn)行代謝。
[00巧]發(fā)明人還發(fā)現(xiàn),另一Coccomyxa物種柯氏膠球藻(Coccomyxa chodatii)(哥廷根大 學(xué)的藻類培養(yǎng)物保藏機(jī)構(gòu)(化Iture Collection of Algae at Goetlingen University) 的SAG藻株編號(hào)216-2)也耐福射,并且能濃縮放射性核素。
[00巧]因此,本發(fā)明的主題是Coccomyxa屬的綠藻,尤其是Coccomyxa chodatii物種和/ 或上述Coccomyxa C-IR3-4C物種,用于從水性介質(zhì)中捕獲至少一種放射性或非放射性元素 和/或至少一種放射性同位素的應(yīng)用,其中所述放射性或非放射性元素選自錬(Sb)和W下 金屬:〔3、4旨、(:〇、]/[]1、51'、加、吐、2]1、化少6、澗系元素(諸如軸)、銅系元素和稀±元素,諸如 8。、¥、1^曰、〔6、?'、刷、化、5111、611、6(1、化、〇7、化、6'、時(shí)1、¥13、山,所述放射性同位素為1化和咱,該 水性介質(zhì)包含在溶液中的上述元素和/或上述放射性同位素。
[0030]更具體的,本發(fā)明的主題是一種用于從水性介質(zhì)中捕獲至少一種放射性或非放射 性元素,和/或至少一種放射性同位素的方法,所述放射性或非放射性元素選自Cs、Ag、Co、 Mn、Sr、化、化、Zn、Ni Je、Sb、澗系元素、銅系元素和稀±元素,所述放射性同位素為I4C和3H, 該水性介質(zhì)含有在溶液中的上述元素和/或上述放射性同位素,其特征在于,所述捕獲通過(guò) 在所述水性介質(zhì)中解育Coccomyxa屬的綠藻,尤其是Coccomyxa C-IR3-4C和/或Coccomyxa chodatii來(lái)進(jìn)行。
[0031 ] 有利的,上述元素是選自4旨、〔〇、〔3、1]、]/[]1、化和51',^及稀±元素的金屬。
[0032] 根據(jù)【具體實(shí)施方式】,本發(fā)明設(shè)及一種用于從水性介質(zhì)中捕獲至少一種選自Sr和Cu 的放射性或非放射性元素的方法,該水性介質(zhì)含有在溶液中的上述元素,其特征在于,所述 捕獲通過(guò)在所述水性介質(zhì)中解育Coccomyxa屬的單細(xì)胞綠藻來(lái)進(jìn)行。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,所述水性介質(zhì)是放射性介質(zhì),即如下介質(zhì):在該介質(zhì) 中,上述藻類經(jīng)受從幾個(gè)WGy A至高達(dá)幾個(gè)kGy A的范圍內(nèi)的劑量率。根據(jù)本實(shí)施方式的優(yōu) 選設(shè)置,要捕獲的元素是選自上述處于穩(wěn)定或放射性同位素的形式,或同位素混合物的形 式的元素的金屬。
[0034] 根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式,所述水性介質(zhì)是非放射性介質(zhì)。要捕獲的元素 優(yōu)選是選自稀±元素的金屬。
[0035] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式,所述水性介質(zhì)是酸性介質(zhì)。運(yùn)是特別有利的,因?yàn)橛?于溶解城市廢物的溶液通常是高度酸性的(抑為1或pH為2)。發(fā)明人已經(jīng)示出(實(shí)施例7.4), 單細(xì)胞綠藻Coccomyxa CCAP 216/26能在抑為1的條件下存活,并且攝取稀±元素。要捕獲 的元素優(yōu)選是選自稀±元素的金屬。因此,Coccomyxa屬的單細(xì)胞綠藻可在本發(fā)明的環(huán)境中 有利地用于消除抑為1、抑在1至2之間、pH在2至3之間或抑在3至6之間的酸性水性介質(zhì)中的 污染。
[0036] 藻類在水性介質(zhì)中的解育時(shí)間可不同,具體地,首先根據(jù)所設(shè)及的元素,其次根據(jù) 必須從其中進(jìn)行捕獲的水性介質(zhì)的性質(zhì),藻類在水性介質(zhì)中的解育時(shí)間可W不同。通常,解 育時(shí)間至少為1小時(shí),并且可達(dá)幾個(gè)月或甚至幾年。例如,如果期望捕獲Ag、Cs或U,約24小時(shí) 的解育時(shí)間足W捕獲其中的大部分。
[0037] 可設(shè)想的最長(zhǎng)解育時(shí)間實(shí)際上主要取決于藻類在水性介質(zhì)中的生長(zhǎng)和存活能力。
[0038] 在光和二氧化碳(通過(guò)與環(huán)境空氣接觸、攬動(dòng)培養(yǎng)物或鼓泡引入)的存在下, Coccomyxa屬的藻類,尤其是Coccomyxa C-IR3-4C物種和Coccomyxa chodatii物種的藻類, 可在弱礦化的水(導(dǎo)電性為化S/cm至化S/cm)、抑為6至7并且溫度為20°C至30°C的條件下, 生長(zhǎng)和生存非常長(zhǎng)的時(shí)間。因?yàn)檫\(yùn)些綠藻需要光進(jìn)行光合作用并且產(chǎn)生它們的有機(jī)物質(zhì), 因此當(dāng)它們被放置在黑暗中時(shí),它們的生長(zhǎng)停止。
[0039] 因此,根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施方式,可通過(guò)調(diào)節(jié)含有Coccomyxa C-IR3-4C物種 和/或Coccomyxa chodati i物種的綠藻的水性介質(zhì)的照明,來(lái)控制運(yùn)些藻類的生長(zhǎng)。
[0040] Coccomyxa C-IR3-4C藻類還可在弱放射性介質(zhì)中生長(zhǎng)和生存幾年,在該弱放射性 介質(zhì)中,Coccomyxa C-IR3-4C藻經(jīng)受小于或等于0.1 mGyA的福射。
[0041] 為了實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法,通過(guò)攬動(dòng)W防止藻類聚集,從而可W在必須要進(jìn)行 捕獲的水性介質(zhì)中W懸浮液的形式使用該藻類。它們還可結(jié)合在放置于上述水性介質(zhì)中的 固態(tài)、平滑、多孔的支撐物或珠子上。
[0042] 上述方法能在輸送后(d帥ort自)實(shí)施,即可使藻類在與核廠分離的圍合場(chǎng)所中與 要消除污染的介質(zhì)接觸,或在原位實(shí)施;在后一種情況中,藻類被直接植入在要消除污染的 介質(zhì)中。
[0043] 在本發(fā)明的背景中,對(duì)于放射性或非放射性元素,術(shù)語(yǔ)"消除……的污染"和"凈 化"是同義的并且可互換使用。在捕獲或凈化的原位方法的情況中,只要藻類不干擾工廠的 運(yùn)行,該藻類就可保留在工廠中。通過(guò)指示的方式,可通過(guò)照明強(qiáng)度(黑暗或弱照明),或照 明器的波長(zhǎng)選擇(例如黃綠色非光化光)來(lái)控制它們的生長(zhǎng)。此外,可對(duì)水進(jìn)行過(guò)濾,W通過(guò) 捕獲懸浮在其中的藻類來(lái)控制它們生長(zhǎng)。如果證明需要去除藻類,則可利用氧化作用,例如 使用4g/l過(guò)氧化氨處理1至7天,將它們完全破壞。運(yùn)種操作伴隨著金屬的釋放,因此優(yōu)選在 工廠中一部分一部分的進(jìn)行,同時(shí)回收含有金屬濃縮物的流出物。
[0044] 在輸送后方法或原位方法的情況中,在解育結(jié)束時(shí),通過(guò)傳統(tǒng)手段(過(guò)濾、謹(jǐn)析、離 屯、等)收集具有捕獲的金屬的藻類。然后,它們可作為廢物丟棄(可選的,在干燥和/或燃燒 之后進(jìn)行),而不預(yù)先提取包含在其中的金屬。
[0045] 有利的是,可回收藻類捕獲的元素,W重新利用該元素。運(yùn)種回收可通過(guò)任意適當(dāng) 的手段進(jìn)行。
[0046] 具體的,可在破壞藻類之后回收上述元素。上述破壞可例如通過(guò)裂解藻類進(jìn)行,有 利地通過(guò)氧化作用,例如使用4g^過(guò)氧化氨處理1至7天進(jìn)行。還可W通過(guò)焚燒藻類進(jìn)行。
[0047] 還可通過(guò)添加絡(luò)合劑(諸如乙二胺四乙酸,邸TA)或通過(guò)添加酸,回收上述元素。
[0048] 根據(jù)本發(fā)明的方法可在所有為了采礦作業(yè)或?yàn)榱讼粤鞒鑫锏奈廴?,尤其?了消除放射性流出物的污染,而期望從水性介質(zhì)中提取放射性或非放射性元素,尤其是上 述那些元素的情況中實(shí)施。
[0049] 特別地,由于細(xì)胞外粘液由具有絡(luò)合陽(yáng)離子性質(zhì)的多糖組成,因此除了特異性捕 獲或濃縮上述元素(〔3、4旨、(:〇、]/[]1、51'、加、吐、2]1、化少6、513、澗系元素、銅系元素和稀±元 素,諸如5。、¥、1^曰、〔6、?'、炯、化、5111、611、6(1、化、〇7、化、6'、時(shí)1、¥13、山,而不管它們是放射性的 還是非放射性的)的強(qiáng)有力的能力之外,Coccomyxa屬的藻類,尤其是Coccomyxa C-IR3-4C 物種和Coccomyxa chodatii物種,還具有非特異性攝取其它元素,尤其是金屬的性質(zhì)。
[0050] 因此,本發(fā)明的方法尤其適用于消除被放射性或非放射性金屬污染的水性介質(zhì)或 ±壤(泥炭沼、沼澤),更尤其是放射性介質(zhì),諸如來(lái)自存儲(chǔ)池的水或來(lái)自核電站或反應(yīng)器的 二次冷卻系統(tǒng)的輕水,或來(lái)自核電站的排放到環(huán)境中的流出物,或來(lái)自醫(yī)院設(shè)施的流出物 的污染或?qū)ζ溥M(jìn)行凈化。
[0051] 本發(fā)明不僅可使用Coccomyxa C-IR3-4C物種或Coccomyxa chodatii物種的單細(xì) 胞綠藻,或?qū)儆贑occomyxa屬的另一種藻類,或它們的混合物來(lái)實(shí)施,而且還可使用微生物 的混合物來(lái)實(shí)施,該微生物的混合物包括屬于Coccomyxa屬的至少一種單細(xì)胞綠藻(尤其是 CoccomyxaC-IR3-4C物種或Coccomyxa chodatii物種的微藻)和至少一種微生物(尤其是細(xì) 菌、真菌、酵母、另一種單細(xì)胞藻類和/或多細(xì)胞植物),所述至少一種微生物優(yōu)選是抗福射 或耐福射的,能濃縮溶液中的金屬離子,和/或能捕獲和代謝除了金屬之外的其它放射性化 合物(例如化或1化)??膳cCoccomyxa屬的單細(xì)胞綠藻組合使用的多細(xì)胞微生物和植物尤其 是上面提到的那些多細(xì)胞微生物和植物,尤其是抗福射或耐福射的多細(xì)胞微生物和植物。 在本發(fā)明應(yīng)用于放射性水性介質(zhì)的情況中,微生物混合物的解育時(shí)間取決于構(gòu)成混合物的 微生物的個(gè)體抗性。類似的,可對(duì)培養(yǎng)條件進(jìn)行調(diào)節(jié),W促進(jìn)構(gòu)成混合物的一種或多種微生 物的生長(zhǎng)。
[0052]通過(guò)下面的進(jìn)一步描述將更清楚地理解本發(fā)明,下面的描述設(shè)及說(shuō)明Coccomyxa C-IR3-4C物種的分離和表征的實(shí)施例,及其用于凈化放射性水性介質(zhì)的應(yīng)用,和Coccomyxa chodat i i的放射性核素?cái)z取性質(zhì)的表征。
【具體實(shí)施方式】
[0053] 實(shí)施例1:Coccomyxa C-IR3-4C的分離和表征
[0054] 從核乏燃料池中收集微藻。在該池中包含的水的抑在6至7之間,導(dǎo)電性為化S/cm 至化S/cm,與環(huán)境空氣接觸并且包含溶解的放射性元素。它的溫度在22°C至28°C之間變動(dòng), 并且平均為25°C。取決于測(cè)量點(diǎn),池中的放射學(xué)活性從弱至非常強(qiáng)是高度可變的。
[0055] 在池的壁和多個(gè)表面上觀察到綠色有機(jī)物質(zhì)膜的存在。采集樣品,該樣品在顯微 鏡下觀察時(shí)示出是單細(xì)胞綠色微藻。 障]培養(yǎng)條件
[0057]儲(chǔ)存樣品,并且樣品在光照、營(yíng)養(yǎng)瓊脂上、無(wú)菌環(huán)境、溫度為2(TC至23°C的條件下 進(jìn)行培養(yǎng)。營(yíng)養(yǎng)介質(zhì)是博氏基本培養(yǎng)基(Bold'S Basal Medi皿,BBM,Sigma),是純的或稀釋 在脫礦質(zhì)水中。BBM傳統(tǒng)上用于培養(yǎng)綠藻。培養(yǎng)基的抑為6.4。它的組成示于下面的表1中。 [0化引 表1: 「0化91 LUUOU」 將深失直了凹悴化SM媒化王巧巧。巧尚果浴雙舊化竹怖巧,W將巧尚的細(xì)肥銀偉化 瓊脂培養(yǎng)基上。運(yùn)種操作重復(fù)五次W獲得Coccomyxa藻株C-IR3-4C,對(duì)該Coccomyxa藻株C-IR3-4C進(jìn)行測(cè)序。
[0061] 該培養(yǎng)物的樣品按照布達(dá)佩斯條約,于2013年1月29日保藏在藻類和原生動(dòng)物培 養(yǎng)物保藏機(jī)構(gòu)(CCAP)中,編號(hào)為CCAP 216/26。
[0062] 在液體BBM中,Coccomyxa藻株C-IR3-4C微藻在指數(shù)生長(zhǎng)期增加。通過(guò)隨著時(shí)間對(duì) =個(gè)藻類樣品的藻類群落的細(xì)胞密度進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)測(cè)量微藻生長(zhǎng),其中該=個(gè)藻類樣品W1: 2稀釋,培養(yǎng)在BBM中,在維持21 ± rC、IOOrpm搖動(dòng)和90 ± IOPAR持續(xù)照明的Infors Multitron(振蕩培養(yǎng)箱)培養(yǎng)箱中。在顯微鏡(X40物鏡放大率)下,使用Malassez計(jì)數(shù)板進(jìn) 行計(jì)數(shù)。生長(zhǎng)曲線示于圖1中,其中示出作為培養(yǎng)時(shí)間的函數(shù),藻類群落的細(xì)胞密度的變化。
[0063] Coccomyxa藻株C-IR3-4C微藻能存活在寬范圍pH的液體介質(zhì)中??蓪⒃孱惻囵B(yǎng)在 脫礦質(zhì)