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Research of effects of sulfate reducing bacteria on chemical states of actinides in geological formation

硫酸盐还原菌对地质地层中锕系元素化学状态的影响研究

基本信息

批准号：
15360508
负责人：
OHNUKI Toshihiko
金额：
$ 8.83万
依托单位：
Japan Atomic Energy Agency
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15360508/
关键词：
Actinides Microorganism Sulfate reducing bacteria Reduction Chemical states change DFO Adsorption Pu 電子授受マイクロチップ XANES 酸化還元 Ce 酸化数

项目摘要

We have been conducting basic sciences on microbial actinides interaction in order to elucidate the environmental behavior of actinides under relevant conditions.Reduction of Pu(IV) to Pu(III) by sulfate reducing bacteria was studied in the presence of citric acids. We found that some fraction of Pu(IV) was reduced to Pu(III). The effect of AQDS, which was an alternative of humic substances, on the reduction of Pu(IV) was very low. These results indicated that Pu(IV) is reduced to Pu(III) by microbial activity in the geological formation.Effect of desferrioxamine B (DFO) on the sorption of Pu(IV), Th(IV) and Eu(III) (analog for Am(III)) on Pseudomonas fluorescens was studied. In the presence of DFO the sorption of Pu(IV), Th(IV) and Eu(III) on the cells increased with a decrease in pH from 7 to 4. Adsorption of DFO on the cells was negligible in the solution with and without metals. Adsorption of Pu(IV), Th(IV) and Eu(III) on P.fluorescens cells decreased in the order Eu(III) > Th(IV) > Pu(IV), which corresponds to increasing stability constant of the DFO complexes. These results indicate that Th(IV), Pu(IV) and Eu(III) dissociate when in contact with cells, after which the metals are adsorbed.Mechanism of U(VI) mineralization by the yeast Saccharomyces cerevisiae was examined by batch experiment at pH 3.2. FESEM-EDS, TEM, and visible diffuse reflectance spectrometry revealed the formation of H-autunite, HUO_2PO_4・4H_2O on the yeast cells. Apparently, the sorbed U(VI) on the cell surfaces reacts with P released from the yeast to form H-autunite by local saturation. These findings indicate that the yeast's cell surfaces, rather than the bulk solution, offer the specific conditions for this geochemical process.These findings suggest that bacterial adsorption and mineralization affect environmental behavior of actinides.

我们一直在开展微生物锕系元素相互作用的基础科学研究，以阐明锕系元素在相关条件下的环境行为。在柠檬酸存在的条件下，研究了硫酸盐还原菌将Pu（IV）还原为Pu（III）。我们发现部分Pu（IV）被还原为Pu（III）。AQDS作为腐殖质的替代品，对土壤中Pu（IV）的还原作用很低。这些结果表明，Pu（IV）在地质构造中被微生物活动还原为Pu（III）。研究了去铁胺B （DFO）对荧光假单胞菌吸附Pu（IV）、Th（IV）和Eu(III) （Am（III）类似物）的影响。在DFO存在下，细胞对Pu（IV）、Th（IV）和Eu（III）的吸附随pH值从7降至4而增加。在含和不含金属的溶液中，DFO在电池上的吸附可以忽略不计。P.fluorescens细胞对Pu（IV）、Th（IV）和Eu（III）的吸附顺序为Eu(III) > Th(IV) > Pu(IV)，这与DFO配合物的稳定常数增大相对应。这些结果表明，Th(IV), Pu（IV）和Eu（III）在与细胞接触时解离，之后金属被吸附。在pH值为3.2的条件下，采用间歇式实验研究了酿酒酵母矿化U（VI）的机理。FESEM-EDS、TEM和可见漫反射光谱分析显示，在酵母细胞上形成了H-autunite， HUO_2PO_4·4H_2O。显然，吸附在细胞表面的U（VI）与酵母菌释放的P发生局部饱和反应生成h -钙。这些发现表明，酵母的细胞表面，而不是整体溶液，为这个地球化学过程提供了特定的条件。这些发现表明细菌的吸附和矿化作用影响锕系元素的环境行为。

项目成果

期刊论文数量（32）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Associations of Eu(III) with bacteria and organic ligands,

Eu(III) 与细菌和有机配体的结合，

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
J. Nucl. RadioChem. Sci. 6
影响因子：
0
作者：
T.Nankawa;T.Ohnuki;T.Ohnuki;T.Ohnuki;T.Ozaki
通讯作者：
T.Ozaki

T.Ohnuki: "Accumulation of Co by Saccharomyces cerevisiae"Geochimica Cosmochimica Acta. 67,18S. A352 (2003)

T.Ohnuki：“酿酒酵母对 Co 的积累”Geochimica Cosmochimica Acta。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Mechanisms of uranium mineralization by the yeast Saccharomyces cereviside,

酿酒酵母的铀矿化机制，

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Geochim. Cosmochim. Acta, 69
影响因子：
0
作者：
T.Nankawa;T.Ohnuki;T.Ohnuki
通讯作者：
T.Ohnuki

Sorption of Eu (III) on Pseudomonas fluorescens in the presence of citric acid

柠檬酸存在下荧光假单胞菌对 Eu (III) 的吸附

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
J. Nucl. RadioChem. Sci. 6
影响因子：
0
作者：
T.Nankawa;T.Ohnuki;T.Ohnuki;T.Ohnuki;T.Ozaki;Y.Suzuki;T.Nankawa;F.Sakamoto;Y Suzuki
通讯作者：
Y Suzuki

Association of Eu(III), Am(III), and Cm(III)with cellulose, chitin. and chitosan

Eu(III)、Am(III) 和 Cm(III) 与纤维素、甲壳素的缔合。