Font Size

Cpanel

Применение микроорганизмов для кондиционирования жидких радиоактивных отходов

Рыбалка В. Б., Институт проблем безопасности атомных электростанций Национальной академии наук Украины, Чернобыль, Киевская обл., Украина

Смирнова Г. Ф.,  Институт микробиологии и вирусологии им. Д. К. Заболотного, Национальной академии наук Украины, Киев, Украина

Сербинович В. В.,  МПП «Химтехсервис», Одесса

Сенюк О. Ф.,  Институт проблем безопасности атомных электростанций Национальной академии наук Украины, Чернобыль, Киевская обл., Украина        

Одна из проблем обращения с радиоактивными отходами — противодействие спонтанному пылеподъему  и образованию высокоактивных спор биотического происхождения. С этой целью проводят операцию пылеподавления — обработку объекта специальными составами, представляющими собой водную дисперсию силаксан-акрилатного связующего с добавлением комплексообразователей и ПАВ, которые создают на поверхностях радиоактивных материалов полимерную пленку, препятствующую пылеобразованию. 

Применение полимерных кремнийорганических латексов позволяет получать твердые, химически и биологически стойкие покрытия на поверхностях сложной конфигурации, таких как развал реакторного зала объекта «Укрытие» Чернобыльской АЭС. В то же время, образование покрытия происходит достаточно медленно, значительная часть эмульсии протекает на нижние отметки объекта «Укрытие», промывает топливосодержащие материалы и вымывает большие количества радионуклидов. 

Эмульсия акрилсилаксанового латекса не выделяется фильтрованием через бумажные, намывные, полимерные и войлочные фильтры. Попытки перерабатывать образующиеся жидкие радиоактивные отходы (ЖРО) с использованием выпарных аппаратов не имели успеха, поскольку при удалении воды эмульсия полимеризуется и забивает трубки выпарных аппаратов резиноподобной массой. В результате на нижних отметках объекта «Укрытие» скапливаются значительные количества жидких высокоактивных отходов, содержащих устойчивую эмульсию (рис. 1) .

rybalka1

Рис. 1. Скопление жидких высокоактивных отходов на нижних отметках объекта «Укрытие» 

Нами разработан способ деструкции латексов с использованием микроорганизмов. Путем деструкции молекул латекса микробными экзоферментами он позволяет эффективно, с малыми затратами подготавливать жидкие отходы к переработке традиционными способами. 

Известными методами накопительной культуры нами выделены штаммы, обладающие амилолитической активностью, способные разрушать синтетические кремнийсодержащие латексы. Наиболее активная культура — Bacillus subtilis spBS-113. Она активно синтезирует внеклеточные амилолитические ферменты и может развиваться в присутствии 0,01–0,06 М солей щелочных и щелочно-земельных металлов и большинства катионов переходных химических элементов, а также при наличии до 10−5–10–3 М неионогенных и анионных ПАВ. При развитии культура осаждается на дно емкости и может быть легко отделена от раствора декантацией, фильтрованием на неплотных фильтрах. 

Культура Bacillus subtilis spBS-113 с добавками витаминов позволяет полностью разрушить 5–12%-й раствор латекса в течение 10–15 суток (рис. 2).

rybalka2

Рис. 2. Эмульсия (а),  применяемая при пылеподавлении, раствор (б) после разрушения эмульсии культурой Bacillus subtilis spBS-113 и выделенная культура на бумажном фильтре (в) 

Развитие культуры сопровождается захватом присутствующих в растворе радионуклидов и обеспечивает коэффициент очистки от 180 до 950 (таблица). Как видно из данных таблицы, при разрушении эмульсии (главный целевой эффект) происходит дополнительная очистка раствора от радионуклидов. 

Очистка ЖРО объекта «Укрытие» при разрушении пылеподавляющей эмульсии культурой Bacillus subtilis spBS-113 и удалении образующегося осадка фильтрованием

Изотоп, элемент

Раствор

Коэффициент очистки

исходный

после очистки 

Удельная активность, Бк/л

Cs-137

756 000

800

~950

Sr-90

543

2

~270

Σ Pu

530

3

~180

U

Концентрация, мкг/мл

~240

1200

5

 

Культура Bacillus subtilis spBS-113 — полифункциональна с лабильным метаболизмом и обеспечивает очистку ЖРО не только от латекса, но и от радинуклидов. 

Процессы жизнедеятельности микроорганизмов могут быть положены в основу простых и недорогих методов кондиционирования ЖРО — устранения нежелательных, как правило, органических примесей, которые препятствуют переработке ЖРО традиционными методами. 

Application of Microorganisms for Liquid Radioactive Waste Conditioning

Rybalka V. B., Institute for Safety Problems of Nuclear Power Plants, National Academy of Sciences of Ukraine, Chernobyl, Kyiv Oblast, Ukraine

Smirnova G. F., D. K. Zabolotniy Institute of Microbiology and Virology, National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine

Serbinovich V. V., SPP «Khimtechservice», Odesa, Ukraine

Senyuk O. F., Institute for Safety Problems of Nuclear Power Plants, National Academy of Sciences of Ukraine, Chernobyl, Kyiv Oblast, Ukraine 

On an example of Object «Shelter» it is shown, that the problem on treatment of liquid wastes, generated due to use of radioactive dust-suppression emulsions, can be successfully solved by applying the special strains of microorganisms. The cultures completely destroying 5–12 % latex solutions during 10–15 days are selected.  The development of culture is accompanied by binding of radionuclides, and provides treatment coefficient for various nuclides from 180 up to 950.

 

Сведения об авторах

Рыбалка Валерий Борисович, канд. хим. наук, доц., зав. сектором радиологических исследований, Институт проблем безопасности атомных электростанций НАН Украины, ул. Кирова, 36а, Чернобыль, Киевская обл., 07270, Украина. Тел. +38 (04593) 5-10-45, факс +38 (04593) 5-19-01E-mail

Смирнова Галина Федоровна, канд. биол. наук, ст. науч. сотр., отдел промышленных микроорганизмов, Институт микробиологии и вирусологии им. Д. К.Заболотного НАН Украины, ул. Академика Заболотного, 154, Киев, 03680Украина

Сербинович Валентина Васильевна, канд. хим. наук,  директор МПП «Химтехсервис», ул. Моторная, 8б, Одесса, 65000, Украина

Сенюк Ольга Федоровна, канд. мед. наук, ст. науч. сотр., зав. сектором радиобиологических исследований и радиационной защиты, Институт проблем безопасности атомных электростанций НАН Украины, ул. Кирова, 36а, Чернобыль, Киевская обл., 07270, Украина


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить


Anti-spam: complete the taskJoomla CAPTCHA