Uranium binding mechanisms of the acid-tolerant fungus

耐酸性菌に対するウラン結合メカニズム

Vzquez-Campos, X.*; Kinsela, A. S.*; Collins, R. N.*; Neilan, B. A.*; 青柳 登   ; Waite, T. D.*

Vzquez-Campos, X.*; Kinsela, A. S.*; Collins, R. N.*; Neilan, B. A.*; Aoyagi, Noboru; Waite, T. D.*

本論文は、ウラン鉱山の処理水試料から単離された、好酸性/耐酸性菌の菌株によるウランの吸着や結合挙動を研究したものである。菌株の生存率は、溶液からウランを除去する容量に決定的に依存することがわかった。実際に、2時間の反応で、生きた菌は乾燥重量で16mg U/gのウランを除去し、死滅した菌は45mg U/gを除去した。さらに10分間の酸による洗浄でウランの2050%は溶出・除去された。X線吸収分光の結果はウランの結合は細胞の生存率に大きく依存しており、生きた細胞では、炭素やリン原子との距離は同様であったが、秩序だったウランの結合環境が見られた。レーザー分光と組み合わせることで、菌細胞死によって放出されたと考えられる有機酸およびリン酸塩, 多糖類は、この系において最初のウランの結合を決定づけることがわかった。この結果は、フロントエンドにおける湿式精錬法においてウランの金属イオン封鎖作用を理解する重要な進展である。

The uptake and binding of uranium by a moderately acidophilic fungus, , recently isolated from a uranium mine site, is examined in this work in order to better understand the potential impact of organisms such as this on uranium sequestration in hydrometallurgical systems. Our results show that the viability of the fungal biomass is critical to their capacity to remove uranium from solution. Indeed, live biomass were capable of removing 16 mg U/g dry weight in contrast with dead biomass which removed 45 mg U/g dry weight after 2 h. Furthermore, the uranium binds with different strength, with a fraction ranging from 20-50 % being easily leachable from the exposed biomass by a 10 min acid washing. Results from X-ray absorption spectroscopy measurements show that the strength of uranium binding is strongly influenced by cell viability, with live cells showing a more well-ordered uranium bonding environment, while the distance to carbon or phosphorus second neighbours is similar in all samples. When coupled with laser spectroscopy, the importance of organic acids and phosphates, and polysaccharides, likely released with fungal cell death, appear to be the primary determinants of uranium binding in this system. These results provide an important progression to our understanding with regard to uranium sequestration in hydrometallurgical applications.