Войти
Биоремедиация радиоактивных отходов или биовосстановление радионуклидов - это применение биовосстановления на Основа использования биологических агентов бактерий, растений и грибов (или природных генетически модифицированных ) в качестве катализаторов химические реакции, позволяющие обеззараживать участки, пораженные радионуклидами. Эти радиоактивные частицы являются побочными продуктами, образующимися в результате деятельности, природными ядерной энергией, и представляют собой загрязнение и радиотоксичность проблему (с серьезными здоровьем и экологические последствия) из-за нестабильного характера выброса ионизирующего излучения.
Методы биоремедиации экологических территорий, таких как почва, вода и отложения загрязненные радионуклидами, разнообразны и в рамках исследования как экологическая и экономическая альтернатива традиционной процедуре. Традиционные физико-химические методы ускорения пути следования на пути их окончательного удержания. Эти работы и транспортировка часто имеют неприемлемые эксплуатационные расходы, которые могут содержать триллион долларов в США и 50 миллионах фунтов в UK.
Виды, участвующие в этих процессах, обладают способностью влиять на свойства радионуклидов, такие как растворимость, биодоступность и подвижность для ускорения ее стабилизации. На его действие в степени влияния доноры электронов и акцепторы, питательная среда, комплексообразование радиоактивных частиц с помощью материала и факторов окружающей среды. Это которые, которые могут быть выполнены на ограничнике загрязнения (in situ ) или на контролируемых и точно определенных объектах, чтобы более точно следовать биологическому процессу и сочетать его с другими системами (ex situ ).
Наличи е радиоактивных отходов в окружающей среде может вызывать долгосрочные эффекты из-за активности и периода полураспада радионуклидов, что приводит к увеличению их воздействия со временем. Эти частицы существуют в различных степенях окисления и обнаруживаются в виде оксидов, соосаждений или соответствующих или неорганических комплексов по своему происхождению и способам освобождения. Чаще всего они находятся в этой форме, что делает их более растворимыми в воде, и, следовательно, более подвижными. Однако, отличие от других загрязнителей, они не могут быть уничтожены и должны быть преобразованы в стабильную или извлечены из окружающей среды.
Источники радиоактивности не ограничиваются деятельностью человека. естественная радиоактивность не исходит от человека: она покрывает до общей радиоактивности в мире и возникает взаимодействие земных элементов с высокоэнергетическими космическими лучами (космогенные радионуклиды ) или в материалах, вновь на Земле с момента ее образования (первичные радионуклиды ). В связи с этим существуют различия в уровнях радиоактивности по всей земной коре. Индия и такие горы, как Альпы, относятся к регионам с самым высоким уровнем естественной радиоактивности из-за их состава скал и песка.
частыми радионуклидами в почвах являются природные радий-226 (Ra), радон-222 (Rn), торий-232 (Th), уран - 238 (U) и калий-40 (K). Калий-40 (до 88% от общей активности), углерод-14 (C), радий-226, уран-238 и рубидий - 87 (Rb) находятся в океанских водах. Более того, в подземных водых изобилуют радиоизотопами радиуса, такими как радий-226 и радий-228 (Ра). Они также обычные в строительных материалов радионуклидах урана, тория и калия (последний характер для древесины ).
В то же время антропогенные радионуклиды (вызванные человеком) вызваны термоядерными реакциями в результате взрывов и испытаний ядерного оружия, выбросами с ядерных установок, авариями, вызванными переработкой коммерческого топлива, хранилищами отходов Эти процессы и, в меньшей степени, ядерная медицина. Некоторые участки, загрязненные этими радионуклидами, - это объекты Министерство энергетики США (например, Хэнфорд Участок ), зоны отчуждения Чернобыль и Фукусима и пострадавшая территория Челябинской области в связи с Кыштымским катастрофа.
В водах океана трития (H), цезия-137 (Cs), стронция-90 (Sr), плутоний-239 (Pu) и плутоний-240 (Pu) значительно выросли из-за антропогенные причины. В почвах технеций-99 (Tc), углерод-14, стронций-90, кобальт-60 (Co), йод-129 (I), йод-131 (I), америций-241 (Am), нептуний-237 (Np) и различные формы радиоактивного плутония и урана являются наиболее распространенными радионуклиды.
| Частота встречаемости отдельных радионуклидов на Министерство энергетики США предприятиях | |||||
| Грунтовые воды | Почвы / осадки | ||||
 |  | ||||
| Источник: Министерство энергетики США, Правительство США (1992) | |||||
В классификации радиоактивных отходов, установленной Международным агентством по атомной энергии (МАГАТЭ), уровни проявляются шесть уровней в соответствии с эквивалентной дозой., удельная активность, выделенное тепло и период полураспада радионуклидов:
Радиоактивное загрязнение представляет собой потенциальную опасность для живых организмов и приводит к внешним воздействиям, обнаружению радионуклидов в организме в результате попадания радионуклидов в организм (часто при вдыхании частиц или проглатывании зараженной пищей ).
У людей разовые дозы от 0,25 Зв произвести первую аномалию es в количестве лейкоцитов. Этот эффект усиливается, если поглощенная доза составляет от 0,5 до 2 Зв, при первом повреждении занимается тошнота и выпадение волос. Полоса от 2 до 5 Зв считается наиболее серьезной и включает кровотечение, язвы и риск смерти ; значения, превышающие 5 Зв, влекутленную смерть. Аналогичным образом, если радиация будет получена в малых дозах в течение длительного периода времени, последствия могут быть столь же серьезными. Трудно оценить влияние на здоровье доз 10 мЗв, но было показано, что существует прямая связь между длительным воздействием и риском рака (хотя четкое соотношение доза-реакция для четких пределов воздействия).
Доступная информация о влиянии естественного радиационного фона в отношении антропогенного загрязнения на дикую природу скудна и относится к очень немногим видам. На основании данных данных очень сложно оценить общие дозы, которые могут накапливаться на определенные этапы жизненного цикла (эмбриональное развитие или репродуктивный возраст) при изменении поведения . или в зависимости от факторов окружающей среды, таких как сезонность. Однако явления радиоактивного биоаккумуляции, биоконцентрации и биомагнификации особенно известны на уровне моря. Они вызваны набором и удержанием радиоизотопов двустворчатыми моллюсками, ракообразными, кораллами и фитопланктоном, которые составляют остальную часть пищевая цепочка при низких факторах концентрации.
Радиоби литература и МАГАТЭ устанавливает безопасный предел поглощенной дозы 0,001 Gy /d для наземных животных и 0,01 Гр / сут для растений и морские биоты, хотя этот предел пересмотреть для долгоживущих видов с низкой репродуктивной способностью.
Исследование 1909 года, в котором показано воздействие радиоактивного радия на люпин. Радиологическая активность была одинаковой для всех проростков , но не воздействие (по убыванию слева направо, четвертый как контроль ). Те, кто подвергался более длительному воздействию, страдали от более сильных повреждений и недостаточности роста и прорастания. Радиационные тесты на модельных организмов, которые влияют на высокую радиацию на животных и растения:
Воздействие радиоактивности на бактерии выражается, как и в эукариотах, посредством ионизации воды и производство активных форм кислорода. Эти соединения мутируют нити ДНК и вызывают генетические повреждения, вызывая новый лизис и последующую гибель клеток.
с другой стороны, их действие на вирусы, приводит к повреждению нуклеиновых кислот и вирусной инактивации. У них порог чувствительности в диапазоне от 1000 до 10000 Гр (диапазон, охватывающий большинство биологических организмов), который уменьшает размер генома.
Биохимическое превращение радионуклидов в стабильные изотопы видов бактерий значительно отличаются от метаболизма соединения, поступающих из источников углерода. Эти высокоэнергетические радиоактивные формы, которые могут косвенно преобразовываться в процессе микробной передачи энергии.
Радиоизотопы могут преобразовываться напрямую через изменения в валентном состоянии, действуя как акцепторы или действуя как кофакторы - ферменты. Они также могут быть преобразованы косвенно с помощью восстанавливающих и окисляющих агентов, продуцируемых микроорганизма, которые вызывают изменение pH или окислительно-восстановительного потенциала. Другие процессы включают осаждение и комплексообразование поверхностно-активные вещества или хелатирующие агенты, которые связываются с радиоактивными элементами. С другой стороны, вмешательство человека может улучшить эти процессы с помощью генной инженерии и omics или путем инъекции микроорганизмов или питательных веществ в обрабатываемую область.
В зависимости от радиоактивного элемента и конкретных условий на месте бактерии могут ферментативно иммобилизовать радионуклиды прямо или косвенно. окислительно-восстановительный потенциал использует некоторые виды микробов для снижения, которое изменяет растворимость и, следовательно, подвижность, биодоступность и радиотоксичность. Этот метод обработки отходов, называемый биовосстановлением или ферментативной биотрансформацией, очень привлекателен, поскольку его можно проводить в мягких для окружающей среды условиях, не образуются опасные вторичные отходы и есть потенциал в решениях для различных видов отходов.
Изображение прямого ферментативного восстановления. Микроорганизмы используют такие органические, как лактат, ацетат или формиат в качестве доноров электронов, восстанавливать и оставлять радионуклиды в нерастворимой форме. Непосредственно Ферментативное восстановление - это изменение радионуклидов с более высокой степенью окисления на более низкую, осуществляемую факультативными и облигатными анаэробами. Радиоизотоп взаимодействует с участками метаболизма активных клеток и используется в качестве концевого акцептора электронов в цепи переноса электронов, где такие соединения, как этиллактат, как доноры электронов при анаэробном дыхании.
периплазма играет очень важную роль в этих биовосстановлениях. При восстановлении урана (VI) до нерастворимого урана (IV), производимого Shewanella putrefaciens, Desulfovibrio vulgaris, Desulfovibrio desulfuricans и Geobacter sulfurereducens, необходима активность периплазматических цитохромов. Восстановление технеция (VII) до технеция (IV), производимое S. putrefaciens, G. sulfurreducens, D. desulfuricans, Geobacter Metallireducens и Escherichia coli, с другой требуется присутствие комплекса, также помещенного в этот отсек ячейки.
Другие радиоактивные актиниды, такие как торий, плутоний, нептуний и америций ферментативно восстанавливаются Rhodoferax ferrireducens, S. putrefaciens и занимаются видами Geobacter и непосредственно образуют нерастворимый минеральная фаза.
Явление непрямого ферментативного восстановления осуществляется сульфатредуцирующими и диссимиляционными металлоредуцирующими бактериями на реакции выведения метаболитов и продуктов распада. Существует сочетание окисления кислоты, образующихся при выделении этих гетеротрофных бактерий, с восстановлением железа или других металлы и радионуклиды, образующие нерастворимые соединения, которые могут осаждаться в виде оксидов и гидроксидных минералов. В случае сульфатредуцирующих бактерий образует сероводород, способствующий повышению растворимости загрязняющих радионуклидов и их биологического выщелачиванию (в виде жидких отходов, которые можно утилизировать).
Существует несколько видов уменьшения количества микроорганизмов, которые продуцируют непрямые секвестрирующие агенты и специфические хелаторы, такие как сидерофоры. Эти связывающие агенты играют решающую роль в комплексообразовании радионуклидов и повышают их растворимость и биодоступность. Microbacterium flavescens, например, растет в использовании радиоизотопов, таких как плутоний, торий, уран или америций, и производит органические кислоты и сидерофоры, которые позволяют растворять и мобилизовать радионуклиды через почву. Похоже, что сидерофоры на поверхности бактерий также клетки проникновения внутрь этих элементов. Pseudomonas aeruginosa также выделяют хелатирующие агенты, которые встречаются ураном и торием при выращивании в среде с основными элементами. В целом, также было обнаружено, что энтеробактин сидерофоры очень эффективны в солюбилизации актиноидных оксидов плутония.
Цитрат представляет собой хелатор, который связывается с некоторыми переходные металлы и радиоактивные актиниды. Стабильные комплексы, такие как бидентат, тридентат (лиганды с более чем одним связанным атомом) и полиядерные комплексы (с несколькими радиоактивными атомами) могут быть образованы с цитратом и радионуклидами, которые обладают микробным действием.. Анаэробно Desulfovibrio desulfuricans и виды из родов Shewanella и Clostridium способны восстанавливать бидентатные комплексы (VI) до уранилцитрата (IV) и превращать их в выпадает в осадок, несмотря на то, что он не может расщеплять метаболически комплексный цитрат в конце процесса. Однако в условиях денитрификации и аэробных условий было определено, что восстановление или разложение этих урановых комплексов невозможно. Биовосстановление не имеет смысла, когда они представляют собой смешанные комплексы цитратных комплексов с металлами или когда они являются тридентатными, мономерными или полиядерными комплексами, поскольку они становятся непокорными и устойчивыми в окружающей среде. На основе этих знаний существует система, которая объединяет разложение радионуклидно-цитратного комплекса с последующим фотодеградацией оставшегося восстановленного уранилцитрата (ранее не подвергавшегося биоразложению, но чувствительного к свету ), что позволяет стабильно осадки урана, а также тория, стронция или кобальта из загрязненных земель.
Стратегии биосорбции, биоаккумуляции и биоминерализации с определенной ролью для каждого отсека клетки. Набор из стратегии, которые включают биосорбцию, биоаккумуляцию и биоминерализацию, тесно связаны друг с другом, потому что так или иначе имеют прямой контакт между клеткой и радионуклидом. Эти механизмы точно оцениваются с помощью передовых технологий анализа, таких как электронная микроскопия, рентгеновская дифракция и XANES, EXAFS и Рентгеновская спектроскопия.
Биосорбция и биоаккумуляция - это два метаболических действия, основанных на способности концентрировать радионуклиды в тысячу раз больше, чем в окружающей среде. Они состоят из комплексообразования радиоактивных отходов с фосфатами, органическими соединениями и сульфитами, так что они становятся нерастворимыми и менее подверженными радиотоксичности. Они особенно полезны в твердых биологических веществах для сельскохозяйственных целей и почвенных добавках,Хотя свойства этих твердых биологических веществ неизвестно.
Метод биосорбции основан на при пассивной секвестрации положительно заряженных радиоизотопов липополисахаридами (LPS) на клеточной мембране (отрицательно заряженной) живыми или мертвыми бактериями. Его эффективность напрямую связана с повышением температуры и может длиться часами, чем прямое биовосстановление. Это происходит за счет образования слизи и капсул, и с предпочтением связывания с фосфатными и фосфорильными группами (хотя это также происходит с карбоксильными группами)., аминогруппы или сульфгидрильные группы). Firmicutes и другие бактерии, такие как Citrobacter freudii, обладают способностью к биосорбции; Citrobacter делает это за счет электростатического взаимодействия урана с фосфатами их ЛПС.
Количественный анализ показывает, что в случае урана биосорбция может варьироваться в диапазоне от 45 и 615 миллиграммов на грамм ячейки сухой массы. Однако это метод, который требует большого количества биомассы для воздействия на биоремедиацию; он представляет проблемы насыщения и других катионов, которые конкурируют за связывание с бактериальной поверхностью.
Биоаккумуляция поглощает радионуклиды в клетке, где они удерживаются за счет образования комплексов с отрицательно заряженными внутриклеточными компонентами, осадки или гранулы образования. В отличие от биосорбции, это активный процесс : он зависит от энергозависимой транспортной системы. Некоторые металлы или радионуклиды могут абсорбировать бактериями случайно из-за их сходства с элементами питания для метаболических путей. Некоторые радиоизотопы стронция, например, признаны аналогами кальция и включены в Micrococcus luteus. Уран, однако, не имеет своей функции, и считается, что его проникновение внутрь клетки может быть связано с его токсичностью (он способен увеличивать проницаемость мембраны ).
и, радиоактивные минералы являются результатом возможной биоминерализации Кроме того, биоминерализация - также известна как биоосаждение - это осаждение радионуклидов в результате образования микробных лигандов, приводящее к образованию стабильных биогенных минералов. Участвует очень локализованная и продуцируемая ферментативным путем лиганда, которая обеспечивает сайт зародышеобразования для начала биоминеральной преципитации. Это особенно актуально при преципитации биоминералов, производных активности фосфатазы, которые расщепляют молекулы, такие как фосфат глицерина, на периплазме. В родах Citrobacter и Se rratia это расщепление высвобождает неорганические фосфаты (HPO 4), которые осаждаются с помощью уранил-иона (UO 2) и вызывают отложение поликристаллических минералов вокруг клеточной стенки. Serratia также образуют биопленки, которые способствуют осаждению черниковита (богатого ураном) и, кроме того, удаляют до 85% кобальта-60 и 97% цезия-137 <166.>по этому минералу. В целом, биосерализация - это процесс, при котором клетки не имеют ограничений по насыщению и могут накапливаться в несколько раз больше собственного веса в виде осажденных радионуклидов.
Исследования наземных и морских бактериальных изолятов, принадлежащих к родам Aeromonas, Bacillus, Myxococcus, Pantoea, Pseudomonas и Vibrio также применили удаление радиоизотопов урана в виде фосфатных биоминералов в кислородных и бескислородных условиях роста.
Эволюция старой винтовки UMTRA Участок (Колорадо, US ) с 1957 (вверху) по 2008 (внизу), на котором выполнялись задачи по биостимуляции. Помимо биовосстановления, биосорбции, биоаккумуляции и биоминерализации, которые являются бактериальными стратегиями естественного ослабления радиоактивного загрязнения, существуют также человеческие методы, которые увеличивают эффективность или микробного процесса. Это ускоренное естественное ослабление включает в себя вмешательство в загрязненную территорию для повышения скорости преобразования радиоактивных отходов, как правило, используемое медленным. Существует два варианта: биостимуляция и биоаугментация.
Биостимуляция - это добавление питательных веществ с микроэлементами, донорами электронов или акцепторами электронов для стимуляции активности и роста природных сообществ. Он может действовать от простого оплодотворения или инфильтрации (так называемая пассивная биостимуляция) до более агрессивных инъекций в землю, и широко используется на объектах Министерства энергетики США. Нитрат используется в качестве питательного вещества для биостимуляции восстановления урана, поскольку он служит очень энергетически выгодным акцептором электронов для металл-восстанавливающих бактерий. Однако многие из этих микроорганизмов (Geobacter, Shewanella или Desulfovibrio ) проявляют гены устойчивости к тяжелым металлам, которые ограничивают их способность к биологическому восстановлению радионуклидов. В этих случаях создать источник углерода, такой как этанол, чтобы ускорить восстановление сначала нитрата, а урана. Этанол также используется в системах закачки в почву с гидравлической рециркуляцией : он повышает pH и повышает рост денитрифицирующих и уменьшающих количество радионуклидов. бактерии, которые образуют биопленки и достигают почти 90% -ного воздействия радиоактивного урана.
Для мониторинга воздействия использовался ряд геофизических методов. испытания биостимуляции на месте, включая измерение:, собственные потенциалов, плотности тока, комплексного удельного сопротивления, а также (RTM), который измеряет гидрогеологические и геохимические параметры для оценки химических свойств микробного сообщества.
Биоаугментатон, с другой стороны, представляет собой новое добавление в среду микроорганизмов с желаемыми характеристиками ускорения бактериального метаболического преобразования радиоактивных отходов.. Их часто добавляют, когда необходимые для биоремедиации отсутствуют в месте обработки. В ходе полевых испытаний на протяжении многих лет этот метод показал, что он не дает лучших результатов, чем биостимуляция; Также не ясно, что интродуцированные могут эффективно распространяться через сложные геологические взаимодействия подземных сред или в долгосрочной перспективе перспективной перспективной перспективы с местной микробиотой.
Deinococcus radiodurans проявляет большой интерес к генной инженерии для биоремедиации радиоактивных отходов. Омики, особенно геномика и протеомика, идентифицировать и оценивать гены, белки и ферменты, участвующие в биоремедиации радионуклидов, а также структурных и функциональных взаимодействий, которые существуют между ними и другими метаболитами. Секвенирование генома различных микроорганизмов выявило, например, что Geobacter sulfurereducens имеет более 100 кодирующих областей для цитохромов c-типа, участвующих в радионуклиде биоремедиации, или что ген NiCoT значительно сверхэкспрессируется у Rhodopseudomonas palustris и Novosphingobium aromaticivorans при выращивании в среде с радиоактивным кобальтом.
На основании этой информации, различными методами генной инженерии и рекомбинантная ДНК Создаются методы создания бактерий для биоремедиации. Некоторые конструкции, экспрессируемые у видов микробов, представляют собой фитохелатины, полигистидины и другие полипептиды с помощью слитых связывающих доменов с внешне-заякоренные белки. Некоторые из этих генетически модифицированных штаммов получают от Deinococcus radiodurans, одного из наиболее радиационно-устойчивых организмов. D. Radiodurans способен противостоять окислительному стрессу и повреждению ДНК от излучения, а также снижает технеций, уран и хром естественно тоже. Кроме того, за счет внедрения генов других видов было достигнуто то, что он также может осаждать и разлагать ртуть, используя толуол в качестве источника энергии для роста и стабилизации других приоритетных радионуклидов.
Направленная эволюция бактериальных белков, связанных с биоремедиацией радионуклидов, также является полевым исследованием. фермент, например, естественным образом катализирует восстановление хрома с помощью очень широкого диапазона субстратов. Однако после белковой инженерии он также смог участвовать в восстановлении иона уранила.
Процессы фиторемедиации. Радионуклиды не могут быть подвергнуты фитодеградации, но преобразованы в более стабильные или менее токсичные формы. Использование растений для удаления загрязняющих веществ из окружающей среды или уменьшение их вреда называется фиторемедиацией. В случае радионуклидов это жизнеспособная технология, когда во время дезактивации велико, а отходы разбрасываются в низких концентрациях.
Некоторые виды аппаратов способны видеть состояние радиоизотопов (не подвергаясь токсичности), концентрируя их в различных частях их структуры, заставляя их мчаться сквозь корни, делая их летучими или стабилизируя их на земле. Как и в случае с бактериями, процедуры генной инженерии и биостимуляция растений - так называемая фитостимуляция - улучшили и ускорили эти процессы, особенно в отношении. Использование Agrobacterium rhizogenes, например, довольно широко распространено и значительно увеличивает поглощение радионуклидов корнями .
При фитоэкстракции (также при фитоаккумуляции,осеквестрации) или фитоабсции. переносят радиоактивные отходы из основной системы в сосудистую ткань и концентрируются в биомассе побегов. Это метод, который удаляет радионуклиды без разрушения структуры почвы, минимальным воздействием на почвы плодородие почвы и применимы для больших территорий с низким уровнем радиоактивности. Его эффективность оценивается посредством (BC) или полного удаления радионуклидов на м, и доказано, что он привлекает цезий-137, стронций-90, технеций -99, церий-144, плутоний-240, америций-241, нептуний-237 и различные радиоизотопы торий и радий. Напротив, для этого большого производства биомассы требуется за короткие периоды времени.
Такие виды, как вереск обыкновенный или амарант, могут концентрировать цезий-137, самый распространенный радионуклид. в Чернобыльской зоны отчуждения. В этом регионе Украины, зелень горчицы можно удалить до 22% среднего уровня активности цезия за один вегетационный период. Таким же образом бок-чой и горчичная зелень могут концентрировать в 100 раз больше урана, чем другие виды.
Система связанных прудов на реке Дерн (Англия ).Ризофильтрация - это адсорбция и осаждение радионуклидов корнями растений или их поглощение, если они растворимы в сточных водах. имеет высокую эффективность при обработке цезия-137 и стронция-90, особенно водорослями и водными растениями, такими как Роды Cladophora и Elodea, соответственно. Это наиболее эффективная стратегия для технологий биоремедиации на водно-болотных угодьях, но при этом необходимо постоянно и строго контролировать pH <166.>, чтобы сделать его оптимальным процессом.
На основе этого процесса были разработаны некоторые стратегии, основанные на последовательностях прудов с медленным потоком воды в чистую загрязненную воду с радионуклидами.Результаты этих установок для потоков 1000 литров сточных вод заключаются в сохранении около 95% радиации в первом пруду (заводами и илом ) и более 99% в трехосновных системах.
Наиболее перспективными установками для ризофильтрации являются подсолнечник. Они способны удалить до 95% урана из загрязненной воды за 24 часа, и эксперименты в Чернобыле показали, что они могут концентрироваться на 55 кг растений сухой массы. вся радиоактивность цезия и стронция с площади 75 м (стабилизированный материал, пригодный для переноса в хранилище ядерных отходов).
Фитовулатилизация включает улавливание и последующее транспирация радионуклидов в атмосферу. Он не удаляет загрязнения, а выделяет их в летучей форме (менее вредной). Несмотря на то, что радиоактивные отходы не слишком широко используются, он очень полезен для обработки трития, поскольку он использует способность растений выделять огромное количество воды.
Обработка, применяемая к тритию. (защищенный воздухом почти не вызывает внешнего радиационного воздействия, но его попадание в воду представляет опасность для здоровья при попадании в организм) использует загрязненные сточные воды для орошения фреатофитов. Это становится системой с низкими эксплуатационными расходами и низкими эксплуатационными расходами, с экономией около 30% по сравнению с традиционными методами перекачивания и покрытия асфальтом.
Фитостабилизацией является особенно действенной стратегией радиоактивного загрязнения, основанной на иммобилизации радионуклидов в почве под действием корней. Это может происходить путем адсорбции, абсорбции и осаждения в корневой зоне и обеспечивает, что при этом радиоактивные отходы не могут рассеяны из-за эрозии почвы или выщелачивания. Это полезно для контроля хвостов вскрышных и открытых урановых рудников и извлечение экосистемы. Однако у него есть существенные недостатки, такие как большие дозы удобрений, необходимые для восстановления лесного покрова, включая радиоактивного источника (что подразумевает долгосрочное обслуживание), остающегося на том же месте.
Рост радиотрофных грибов был описан в реакторе 4 на Чернобыльской атомной электростанции.Некоторые виды грибов имеют значения радиоактивной устойчивости, равные или более высокие, чем у более радиорезистентных бактерий ; они работают мои процессы. Сообщалось, что некоторые грибы обладали способностью расти, питаться, генерировать споры и разлагать кусочки графита из разрушенного реактора № 4 в Чернобыльская АЭС, загрязненная радионуклидами цезия, плутония и кобальта в высоком содержх. Их называли радиотрофными грибами.
. С тех пор было показано, что некоторые виды Penicillium, Cladosporium, Paecilomyces и Xerocomus могут использовать ионизирующее излучение в качестве энергии благодаря электронным свойствам меланинов. При питании они биоаккумулируют радиоизотопы, создавая проблемы на бетонных стенах глубоких геологических хранилищ. Другие грибы, такие как вешенки, могут включать биологическое восстановление плутоний-239 и америций-241.
Текущие исследования методов биоремедиации достаточно продвинуты и молекулярные механизмы, которые управляют подол, хорошо известны. Однако есть много сомнений в эффективности и эффектов этих процессов в сочетании с добавлением агрохимикатов. В почвах роль микоризы в радиоактивных отходах плохо описана, характер связывания радионуклидов с неизвестностью.
Влияние некоторых бактериальных процессов на долголетие, таких как сохранение урана в нерастворимом форме из-за биовосстановления или биоминерализации, неизвестны. Нет четких подробностей относительно электронный переноса некоторых радионуклидов с видами бактерий.
Другим важным аспектом является изменение ex situ или лабораторного масштаба на их реальное применение in situ, в котором неоднородность почвы и условий окружающей среды, порождают воспроизводственные недостатки оптимального биохимического статуса используемых видов, что снижает эффективность. Это подразумевает поиск наилучших условий работы с использованием анионов, металлов, соединений или других хелатирующих радионуклидов, которые конкурируют с поглощением радиоактивных отходов. Чтобы избежать этих проблем, исследованы источники воды и биологической обработки ex situ.
Наконец, ГМО ограничен регулирующие органы с точки зрения ответственности и биоэтических вопросов. Их выпуск требует поддержки в зоне действия и сопоставимости с аборигенными видами. Междисциплинарные исследования сосредоточены на более точном определении необходимых генов и белков для создания новых систем свободных клеток, которые позволяют избежать побочных эффектов на всю среду прижении. трансгенных или инвазивных видов.
Биологический портал 
Технологический портал 
Портал ядерных технологий 