A remoção do Trace Elements por Óxido de Cupric nanopartículas de urânio<em> In Situ</em> Recuperação sangro água e seu efeito na viabilidade celular

Cerca de 20% da rede elétrica dos EUA é fornecida por energia nuclear e, em parte baseada em incentivos nacionais para aumentar a independência energética, dos EUA deverá capacidade nuclear para aumentar ^1. Crescimento mundial da energia nuclear também é esperado que continue, com grande parte do crescimento que ocorre fora os EUA ^2. A partir de 2013, 83% do urânio US foi importado, mas 952.544 toneladas métricas de reservas existem em os EUA ^3,4. Em 2013 houve 7 novas aplicações de instalações e aplicações de 14 de reiniciar / expansão entre Wyoming, Novo México, e Nebraska ^5. Em os EUA, o urânio é extraído através predominantemente na recuperação in situ (ISR) processa ^6. ISR provoca menos perturbações terra e evita a criação de decantação pilhas que podem liberar contaminantes ambientais ^7. ISR utiliza soluções de oxidantes à base de água para lixiviar de urânio a partir do corpo de minério subterrânea, após o que o urânio é extraído a partir do percolado atravésum processo de permuta de iões ^8. Para manter um balanço hídrico negativo no corpo de minério, uma parte do chorume, chamada produção sangrar água (PBW), é sangrado fora. Uma porção do PBW é descontaminada por osmose reversa (RO) e re-introduzido no processo de mineração, mas também poderiam ter PBW usos industriais ou agrícolas benéficas, se os contaminantes tóxicos pode ser reduzida para níveis aceitáveis ​​determinados por agências reguladoras e de estado para a superfície águas subterrâneas ^9. Atualmente, a maioria das instalações ISR urânio usar RO para remover contaminantes de PBW. No entanto, o processamento RO consome muita energia e produz salmoura resíduos tóxicos, o que requer disposição regulamentado.

Existem muitos métodos de descontaminação da água, incluindo adsorventes, membranas e troca iônica. Destes, adsorção é a mais utilizada, e os recentes desenvolvimentos na síntese de nanopartículas aprimorou as capacidades de descontaminação da água à base de adsorvente processa ^10. Oxi Cupricde nanopartículas (CuO-PN) não haviam sido estudados extensivamente sobre o urânio ISR PBW, mas em estudos recentes de remoção de contaminantes da água subterrânea, CuO-NPs foram encontrados para ter propriedades únicas, incluindo não requerendo etapas de tratamento de água (pré ou pós por exemplo, o ajuste de pH ou potencial redox) e um bom desempenho em diferentes composições de água (por exemplo, em diferentes valores de pH, concentrações de sal, ou iões concorrentes) ^11. Além disso, CuO-NPs são facilmente regenerados por lixiviação com hidróxido (NaOH) de sódio, após o que a regenerada CuO-PN pode ser reutilizado. Detalhes de CuO-NP vestígio de metal recursos de filtragem de águas naturais foram previamente publicados ^11-14.

Embora útil para o tratamento da água, as nanopartículas de óxido de metal pode ser tóxico para os organismos vivos, mas a extensão da toxicidade depende, em parte, das características e componentes de nanopartículas ^10,15,16. Portanto, é importante para estudar simultaneous remoção e nanopartículas toxicidades de contaminantes antes de aplicações de campo. O estudo actual, determinada a capacidade de CuO-NPs para remover contaminantes PBW prioritárias (incluindo arsênio, selênio, vanádio e urânio), e avaliou o efeito do tratamento CuO-NP em PBW citotoxicidade.

PBW foi recolhido a partir de uma instalação de urânio ISR activo e utilizado para determinar a eficácia do tratamento com NP-CuO na remoção de contaminantes de prioridade. PBW citotoxicidade antes e após o tratamento CuO-NP também foi avaliada. PBW é uma geológica complexa mistura (industrial / ambiental) e tanto o Instituto Nacional de Saúde Ambiental e Ciência (NIEHS) e da Agência de Substâncias Tóxicas e Registro de Doenças (ASTDR) estão colocando ênfase no estudo da toxicidade de misturas ambientais relevantes, incluindo as misturas como elas existem na natureza ou industriais configurações, assim como promover a testes in vitro para dar prioridade produtos químicos para mais testes in vivo^17-19. Estudos de baixa dosagem, mistura exposições crônicas são um desafio porque a exposição crônica a uma mistura de baixa dose não produzem efeitos óbvios, pelo menos não no curto espaço de tempo da maioria dos estudos de laboratório. Do mesmo modo, a maioria dos estudos in vitro misturas químicas expor as células a uma mistura feita em laboratório definido de duas ou mais metais ^20,21. Estes estudos fornecem informações de base, mas misturas simplificados não replicar as interações antagônicas e sinérgicos complexas que podem ocorrer em uma amostra ambiental natal, onde toda a gama de componentes da mistura estão presentes.

Os objetivos deste estudo foram analisar processos de remoção de contaminantes alternativos para PBW e avaliar o efeito de (CuO-NP) tratamento em PBW citotoxicidade utilizando células humanas cultivadas. Os resultados poderiam beneficiar a indústria de urânio através do desenvolvimento de métodos mais eficientes ou ecológicos para a remoção de contaminantes. Este estudo fornecea primeira evidência de que a redução de contaminantes prioritários em PBW por CuO-NPs reduz citotoxicidade em células de mamíferos ^22.