微生物处理核污染

1、L/O/G/O细菌细菌新兴核废料新兴核废料处理能手处理能手目录目录历史上重大的核污染事件历史上重大的核污染事件 核污染的处理方法核污染的处理方法 微生物处理核废料微生物处理核废料 （nuclear waste material）泛指在核燃料生产、加工过程中泛指在核燃料生产、加工过程中产生的，以及核反应堆用过的不产生的，以及核反应堆用过的不再需要的并具有放射性的废料。再需要的并具有放射性的废料。放射性放射性、射线危害射线危害、热能释放。热能释放。物理状态：气体、液体、固体物理状态：气体、液体、固体比活度比活度：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） 定义定义 特征特征 分类分类历史上重大的核污染事件历史上重大的核污染事件乌拉尔存储罐核爆炸乌拉尔存储罐核爆炸遭遭小男孩小男孩轰炸后的日本广岛轰炸后的日本广岛日本遭原子弹轰炸日本遭原子弹轰炸1957年年9月月29日，在苏联的大型核工业日，在苏联的大型核工业聚集区乌拉尔地区，一个地下核废料存聚集区乌拉尔地区，一个地下核废料存储罐突然发生爆炸储罐突然发生爆炸历史上重大的核污染事件切尔诺贝利核灾难切尔诺贝利核灾难1986年年4月月26日发生的大爆炸日发生的大爆炸,这次核爆这次核爆炸是二战以来最大的核灾难。炸是二战以来最大的核灾难。日本福岛核事故日本福岛核事故2011年年3月月11日日 日本福岛核

3、电站日本福岛核电站1、2、3号反应堆发生爆炸号反应堆发生爆炸历史上重大的核污染事件核辐射的危害核辐射的危害 核辐射致病事件中，患者多表现为疲劳、头昏、失眠、核辐射致病事件中，患者多表现为疲劳、头昏、失眠、皮肤发红、溃疡、出血、脱发、白血病、呕吐、腹泻等。皮肤发红、溃疡、出血、脱发、白血病、呕吐、腹泻等。有时还会增加癌症、畸变、遗传性病变发生率。一般来讲，有时还会增加癌症、畸变、遗传性病变发生率。一般来讲，身体接受的辐射能量越多，其放射病症状越严重，致癌、身体接受的辐射能量越多，其放射病症状越严重，致癌、致畸风险也越大。致畸风险也越大。核污染的处理方法 那些核电技术发达的国家，他们一边享受着核那

4、些核电技术发达的国家，他们一边享受着核电带来的便利，一边苦恼于因核废料而来的麻烦。电带来的便利，一边苦恼于因核废料而来的麻烦。送入太空送入太空深度钻孔深度钻孔海床下储存海床下储存埋入潜没区埋入潜没区冰冻处理冰冻处理 封入合成岩封入合成岩使用液压笼使用液压笼治标不治本治标不治本 处理核废处理核废料的微生物料的微生物硫还原地杆菌硫还原地杆菌2011年，美国科学家年，美国科学家发现发现硫还原地杆菌硫还原地杆菌清清除核污染的机制除核污染的机制“底叶尼卡克斯底叶尼卡克斯”1956年，科学家们在美国年，科学家们在美国俄勒冈州的科瓦利斯发现俄勒冈州的科瓦利斯发现了一种名叫了一种名叫“底叶尼卡克底叶尼卡克斯斯

5、”的超级抗辐射菌。的超级抗辐射菌。“克里耶卡克克里耶卡克斯斯”1996年年， 科学家美国佐科学家美国佐治亚州发现能够忍受强辐治亚州发现能够忍受强辐射的微生物射的微生物“克里耶克里耶卡克斯卡克斯”。微生物处理核废料2005年，德国科学家年，德国科学家在研究运用球形芽孢在研究运用球形芽孢菌吃有毒金属的方法菌吃有毒金属的方法处理核废料处理核废料球形芽孢菌球形芽孢菌微生物处理核废料微生物处理核废料“底叶尼卡克斯底叶尼卡克斯”研究人员利用辐射处理马肉罐头，来杀灭食物研究人员利用辐射处理马肉罐头，来杀灭食物中的有害菌。结果发现，一种中的有害菌。结果发现，一种粉红色的细菌粉红色的细菌仍然仍然存活下来存活下来

6、它的它的抗辐射能力抗辐射能力远远超过地球上已知的其他任远远超过地球上已知的其他任何生物何生物能能与那些足以杀死其他任何生物的与那些足以杀死其他任何生物的有毒化学物有毒化学物质质相融合相融合微生物处理核废料微生物处理核废料“底叶尼卡克斯底叶尼卡克斯”运用范例：运用范例：l以美国为例，他们除了在佐治亚以美国为例，他们除了在佐治亚州的萨瓦纳河畔存有大量的核废料州的萨瓦纳河畔存有大量的核废料以外，在华盛顿州的汉福德也存放以外，在华盛顿州的汉福德也存放了许多核废料。如果采用普通的化了许多核废料。如果采用普通的化学手段和机器人来处理，清除费用学手段和机器人来处理，清除费用将高达将高达2600亿美元，而亿美

7、元，而利用超级抗利用超级抗辐射菌则可以大大降低成本辐射菌则可以大大降低成本。l航天、医疗方面也有运用航天、医疗方面也有运用微生物处理核废料微生物处理核废料“克里耶卡克斯克里耶卡克斯”1996年，科学家将一根金属棒伸入存年，科学家将一根金属棒伸入存放核废料仓库，以测试其放射性强度放核废料仓库，以测试其放射性强度时，发现在金属棒的末端竟然粘有时，发现在金属棒的末端竟然粘有闪闪闪发光闪发光的东西。的东西。这种细菌所能承受的放射剂量是人这种细菌所能承受的放射剂量是人类所能承受的类所能承受的15倍倍，它们能够很，它们能够很健康地生活在强辐射和其他有毒环健康地生活在强辐射和其他有毒环境下境下放射性物质可以

8、破坏生物的放射性物质可以破坏生物的基因结构，但基因结构，但“克里耶卡克斯克里耶卡克斯”却能在几个小时之内却能在几个小时之内将放射将放射物质彻底物质彻底“消化消化”掉掉科学家已破解了这种细科学家已破解了这种细菌菌95%的基因结构的基因结构、这这种细菌喜欢种细菌喜欢“吃吃”麦芽麦芽糖糖微生物处理核废料微生物处理核废料球形芽孢菌球形芽孢菌2005年，年，德国科德国科学家学家以以德国东南德国东南部的一个核废料部的一个核废料场作为示范点，场作为示范点，研究研究利用球形芽利用球形芽孢菌使被污染环孢菌使被污染环境恢复原状境恢复原状的方的方法法这种球形芽孢这种球形芽孢菌的菌的水晶表层水晶表层(S-layer)

9、，能，能够聚集大量的够聚集大量的有毒重金属有毒重金属，如铀、铅、铜、如铀、铅、铜、铝、镉等铝、镉等将晶体表层将晶体表层(S-layer)与硅与硅片、金属、聚片、金属、聚合物、纳米团合物、纳米团簇以及生物陶簇以及生物陶瓷盘结合瓷盘结合后后可可用于用于清除清除有毒有毒金属金属微生物处理核废料 美国密歇根大学的研究人员发现一种名为美国密歇根大学的研究人员发现一种名为硫还原地杆硫还原地杆菌（菌（Geobacter sulfurreducens）的细菌，可以通过对的细菌，可以通过对附作物的侵食来清除多种毒素、油污，甚至是核废料。附作物的侵食来清除多种毒素、油污，甚至是核废料。硫还原地杆菌硫还原地杆菌微生

10、物处理核废料微生物处理核废料地杆菌表面的地杆菌表面的纤毛纤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，而且也是也是产生电能产生电能的关键所在。的关键所在。硫还原地杆菌硫还原地杆菌微生物处理核废料微生物处理核废料 硫还原地杆菌硫还原地杆菌v阻止铀在土壤中阻止铀在土壤中进一步扩散进一步扩散v起到缩小污染区起到缩小污染区域的效果域的效果地杆菌表面的地杆菌表面的纤毛纤毛通过将通过将电子传递到铀以改电子传递到铀以改变其离子态变其离子态，这样便能够，这样便能够有效地沉淀放射性有效地沉淀放射性物质物质纤毛作为该菌在恶劣环境下生存的纤毛作为该菌在恶劣环境下生存的保护层保护层可能以地杆菌为

11、蓝本研制出新型的可能以地杆菌为蓝本研制出新型的微生微生物燃料电池物燃料电池，作为，作为清除核污染清除核污染的武器的武器微生物处理核废料微生物处理核废料2009年，年，英国伯明翰大学的研究人员发现，英国伯明翰大学的研究人员发现，大肠杆菌配合肌醇大肠杆菌配合肌醇磷酸磷酸(也称为植酸，一种可从米糠和其他农作物种子、麸皮等廉也称为植酸，一种可从米糠和其他农作物种子、麸皮等廉价农业废料中提取的物质价农业废料中提取的物质)，可以用来，可以用来回收铀矿污染水中的铀回收铀矿污染水中的铀，同样的技术甚至可被进一步利用于核废料的清理。同样的技术甚至可被进一步利用于核废料的清理。大肠杆菌处理核废料大肠杆菌处理核废料

12、微生物处理核废料微生物处理核废料2003年，年，美国的研究人员已经排出一种奇怪美国的研究人员已经排出一种奇怪细菌的基因组序细菌的基因组序列列 ,它可以在辐射它可以在辐射超过人类承受能力超过人类承受能力 100 万倍万倍的环境下很好的环境下很好地生存地生存 ,并发现这种细菌能清除核废料。并发现这种细菌能清除核废料。耐放射异常球菌耐放射异常球菌微生物处理核废料微生物处理核废料耐放射异常球菌耐放射异常球菌n 能修补两百多个辐射导致的 DNA 碎片可以使 DNA 片断保持原位 直到重新聚合在一起细菌的抗辐射全靠紧密排列的基因环微生物处理核废料微生物处理核废料微生物处理核废料的前景和问题微生物处理核废料的前景和问题(1)用微生物处理核废料是一