微生物處理核污染

1、L/O/G/O細(xì)菌細(xì)菌新興核廢料新興核廢料處理能手處理能手目錄目錄歷史上重大的核污染事件歷史上重大的核污染事件 核污染的處理方法核污染的處理方法 微生物處理核廢料微生物處理核廢料 （nuclear waste material）泛指在核燃料生產(chǎn)、加工過程中泛指在核燃料生產(chǎn)、加工過程中產(chǎn)生的，以及核反應(yīng)堆用過的不產(chǎn)生的，以及核反應(yīng)堆用過的不再需要的并具有放射性的廢料。再需要的并具有放射性的廢料。放射性放射性、射線危害射線危害、熱能釋放。熱能釋放。物理狀態(tài)：氣體、液體、固體物理狀態(tài)：氣體、液體、固體比活度比活度：高水平（高放）、中高水平（高放）、中水平（中放）和低水平（低放水平（中放）和低水平（低

2、放） 定義定義 特征特征 分類分類歷史上重大的核污染事件歷史上重大的核污染事件烏拉爾存儲罐核爆炸烏拉爾存儲罐核爆炸遭遭小男孩小男孩轟炸后的日本廣島轟炸后的日本廣島日本遭原子彈轟炸日本遭原子彈轟炸1957年年9月月29日，在蘇聯(lián)的大型核工業(yè)日，在蘇聯(lián)的大型核工業(yè)聚集區(qū)烏拉爾地區(qū)，一個(gè)地下核廢料存聚集區(qū)烏拉爾地區(qū)，一個(gè)地下核廢料存儲罐突然發(fā)生爆炸儲罐突然發(fā)生爆炸歷史上重大的核污染事件切爾諾貝利核災(zāi)難切爾諾貝利核災(zāi)難1986年年4月月26日發(fā)生的大爆炸日發(fā)生的大爆炸,這次核爆這次核爆炸是二戰(zhàn)以來最大的核災(zāi)難。炸是二戰(zhàn)以來最大的核災(zāi)難。日本福島核事故日本福島核事故2011年年3月月11日日 日本福島核

3、電站日本福島核電站1、2、3號反應(yīng)堆發(fā)生爆炸號反應(yīng)堆發(fā)生爆炸歷史上重大的核污染事件核輻射的危害核輻射的危害 核輻射致病事件中，患者多表現(xiàn)為疲勞、頭昏、失眠、核輻射致病事件中，患者多表現(xiàn)為疲勞、頭昏、失眠、皮膚發(fā)紅、潰瘍、出血、脫發(fā)、白血病、嘔吐、腹瀉等。皮膚發(fā)紅、潰瘍、出血、脫發(fā)、白血病、嘔吐、腹瀉等。有時(shí)還會增加癌癥、畸變、遺傳性病變發(fā)生率。一般來講，有時(shí)還會增加癌癥、畸變、遺傳性病變發(fā)生率。一般來講，身體接受的輻射能量越多，其放射病癥狀越嚴(yán)重，致癌、身體接受的輻射能量越多，其放射病癥狀越嚴(yán)重，致癌、致畸風(fēng)險(xiǎn)也越大。致畸風(fēng)險(xiǎn)也越大。核污染的處理方法 那些核電技術(shù)發(fā)達(dá)的國家，他們一邊享受著核那

4、些核電技術(shù)發(fā)達(dá)的國家，他們一邊享受著核電帶來的便利，一邊苦惱于因核廢料而來的麻煩。電帶來的便利，一邊苦惱于因核廢料而來的麻煩。送入太空送入太空深度鉆孔深度鉆孔海床下儲存海床下儲存埋入潛沒區(qū)埋入潛沒區(qū)冰凍處理冰凍處理 封入合成巖封入合成巖使用液壓籠使用液壓籠治標(biāo)不治本治標(biāo)不治本 處理核廢處理核廢料的微生物料的微生物硫還原地桿菌硫還原地桿菌2011年，美國科學(xué)家年，美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)硫還原地桿菌硫還原地桿菌清清除核污染的機(jī)制除核污染的機(jī)制“底葉尼卡克斯底葉尼卡克斯”1956年，科學(xué)家們在美國年，科學(xué)家們在美國俄勒岡州的科瓦利斯發(fā)現(xiàn)俄勒岡州的科瓦利斯發(fā)現(xiàn)了一種名叫了一種名叫“底葉尼卡克底葉尼卡克斯斯

5、”的超級抗輻射菌。的超級抗輻射菌?！翱死镆丝死镆怂顾埂?996年年， 科學(xué)家美國佐科學(xué)家美國佐治亞州發(fā)現(xiàn)能夠忍受強(qiáng)輻治亞州發(fā)現(xiàn)能夠忍受強(qiáng)輻射的微生物射的微生物“克里耶克里耶卡克斯卡克斯”。微生物處理核廢料2005年，德國科學(xué)家年，德國科學(xué)家在研究運(yùn)用球形芽孢在研究運(yùn)用球形芽孢菌吃有毒金屬的方法菌吃有毒金屬的方法處理核廢料處理核廢料球形芽孢菌球形芽孢菌微生物處理核廢料微生物處理核廢料“底葉尼卡克斯底葉尼卡克斯”研究人員利用輻射處理馬肉罐頭，來殺滅食物研究人員利用輻射處理馬肉罐頭，來殺滅食物中的有害菌。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，一種中的有害菌。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，一種粉紅色的細(xì)菌粉紅色的細(xì)菌仍然仍然存活下來存活下來

6、它的它的抗輻射能力抗輻射能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過地球上已知的其他任遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過地球上已知的其他任何生物何生物能能與那些足以殺死其他任何生物的與那些足以殺死其他任何生物的有毒化學(xué)物有毒化學(xué)物質(zhì)質(zhì)相融合相融合微生物處理核廢料微生物處理核廢料“底葉尼卡克斯底葉尼卡克斯”運(yùn)用范例：運(yùn)用范例：l以美國為例，他們除了在佐治亞以美國為例，他們除了在佐治亞州的薩瓦納河畔存有大量的核廢料州的薩瓦納河畔存有大量的核廢料以外，在華盛頓州的漢福德也存放以外，在華盛頓州的漢福德也存放了許多核廢料。如果采用普通的化了許多核廢料。如果采用普通的化學(xué)手段和機(jī)器人來處理，清除費(fèi)用學(xué)手段和機(jī)器人來處理，清除費(fèi)用將高達(dá)將高達(dá)2600億美元，而億美

7、元，而利用超級抗利用超級抗輻射菌則可以大大降低成本輻射菌則可以大大降低成本。l航天、醫(yī)療方面也有運(yùn)用航天、醫(yī)療方面也有運(yùn)用微生物處理核廢料微生物處理核廢料“克里耶卡克斯克里耶卡克斯”1996年，科學(xué)家將一根金屬棒伸入存年，科學(xué)家將一根金屬棒伸入存放核廢料倉庫，以測試其放射性強(qiáng)度放核廢料倉庫，以測試其放射性強(qiáng)度時(shí)，發(fā)現(xiàn)在金屬棒的末端竟然粘有時(shí)，發(fā)現(xiàn)在金屬棒的末端竟然粘有閃閃閃發(fā)光閃發(fā)光的東西。的東西。這種細(xì)菌所能承受的放射劑量是人這種細(xì)菌所能承受的放射劑量是人類所能承受的類所能承受的15倍倍，它們能夠很，它們能夠很健康地生活在強(qiáng)輻射和其他有毒環(huán)健康地生活在強(qiáng)輻射和其他有毒環(huán)境下境下放射性物質(zhì)可以

8、破壞生物的放射性物質(zhì)可以破壞生物的基因結(jié)構(gòu)，但基因結(jié)構(gòu)，但“克里耶卡克斯克里耶卡克斯”卻能在幾個(gè)小時(shí)之內(nèi)卻能在幾個(gè)小時(shí)之內(nèi)將放射將放射物質(zhì)徹底物質(zhì)徹底“消化消化”掉掉科學(xué)家已破解了這種細(xì)科學(xué)家已破解了這種細(xì)菌菌95%的基因結(jié)構(gòu)的基因結(jié)構(gòu)、這這種細(xì)菌喜歡種細(xì)菌喜歡“吃吃”麥芽麥芽糖糖微生物處理核廢料微生物處理核廢料球形芽孢菌球形芽孢菌2005年，年，德國科德國科學(xué)家學(xué)家以以德國東南德國東南部的一個(gè)核廢料部的一個(gè)核廢料場作為示范點(diǎn)，場作為示范點(diǎn)，研究研究利用球形芽利用球形芽孢菌使被污染環(huán)孢菌使被污染環(huán)境恢復(fù)原狀境恢復(fù)原狀的方的方法法這種球形芽孢這種球形芽孢菌的菌的水晶表層水晶表層(S-layer)

9、，能，能夠聚集大量的夠聚集大量的有毒重金屬有毒重金屬，如鈾、鉛、銅、如鈾、鉛、銅、鋁、鎘等鋁、鎘等將晶體表層將晶體表層(S-layer)與硅與硅片、金屬、聚片、金屬、聚合物、納米團(tuán)合物、納米團(tuán)簇以及生物陶簇以及生物陶瓷盤結(jié)合瓷盤結(jié)合后后可可用于用于清除清除有毒有毒金屬金屬微生物處理核廢料 美國密歇根大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)一種名為美國密歇根大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)一種名為硫還原地桿硫還原地桿菌（菌（Geobacter sulfurreducens）的細(xì)菌，可以通過對的細(xì)菌，可以通過對附作物的侵食來清除多種毒素、油污，甚至是核廢料。附作物的侵食來清除多種毒素、油污，甚至是核廢料。硫還原地桿菌硫還原地桿菌微生

10、物處理核廢料微生物處理核廢料地桿菌表面的地桿菌表面的纖毛纖毛正是其正是其清理核污染的清理核污染的“秘密武器秘密武器”，而且，而且也是也是產(chǎn)生電能產(chǎn)生電能的關(guān)鍵所在。的關(guān)鍵所在。硫還原地桿菌硫還原地桿菌微生物處理核廢料微生物處理核廢料 硫還原地桿菌硫還原地桿菌v阻止鈾在土壤中阻止鈾在土壤中進(jìn)一步擴(kuò)散進(jìn)一步擴(kuò)散v起到縮小污染區(qū)起到縮小污染區(qū)域的效果域的效果地桿菌表面的地桿菌表面的纖毛纖毛通過將通過將電子傳遞到鈾以改電子傳遞到鈾以改變其離子態(tài)變其離子態(tài)，這樣便能夠，這樣便能夠有效地沉淀放射性有效地沉淀放射性物質(zhì)物質(zhì)纖毛作為該菌在惡劣環(huán)境下生存的纖毛作為該菌在惡劣環(huán)境下生存的保護(hù)層保護(hù)層可能以地桿菌為

11、藍(lán)本研制出新型的可能以地桿菌為藍(lán)本研制出新型的微生微生物燃料電池物燃料電池，作為，作為清除核污染清除核污染的武器的武器微生物處理核廢料微生物處理核廢料2009年，年，英國伯明翰大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，英國伯明翰大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，大腸桿菌配合肌醇大腸桿菌配合肌醇磷酸磷酸(也稱為植酸，一種可從米糠和其他農(nóng)作物種子、麩皮等廉也稱為植酸，一種可從米糠和其他農(nóng)作物種子、麩皮等廉價(jià)農(nóng)業(yè)廢料中提取的物質(zhì)價(jià)農(nóng)業(yè)廢料中提取的物質(zhì))，可以用來，可以用來回收鈾礦污染水中的鈾回收鈾礦污染水中的鈾，同樣的技術(shù)甚至可被進(jìn)一步利用于核廢料的清理。同樣的技術(shù)甚至可被進(jìn)一步利用于核廢料的清理。大腸桿菌處理核廢料大腸桿菌處理核廢料

12、微生物處理核廢料微生物處理核廢料2003年，年，美國的研究人員已經(jīng)排出一種奇怪美國的研究人員已經(jīng)排出一種奇怪細(xì)菌的基因組序細(xì)菌的基因組序列列 ,它可以在輻射它可以在輻射超過人類承受能力超過人類承受能力 100 萬倍萬倍的環(huán)境下很好的環(huán)境下很好地生存地生存 ,并發(fā)現(xiàn)這種細(xì)菌能清除核廢料。并發(fā)現(xiàn)這種細(xì)菌能清除核廢料。耐放射異常球菌耐放射異常球菌微生物處理核廢料微生物處理核廢料耐放射異常球菌耐放射異常球菌n 能修補(bǔ)兩百多個(gè)輻射導(dǎo)致的 DNA 碎片可以使 DNA 片斷保持原位 直到重新聚合在一起細(xì)菌的抗輻射全靠緊密排列的基因環(huán)微生物處理核廢料微生物處理核廢料微生物處理核廢料的前景和問題微生物處理核廢料的前景和問題(1)用微生物處理核廢料是一