Rimozione di Oligoelementi per Cupric nanoparticelle di ossido di uranio da<em> In Situ</em> Recupero Bleed Acqua e il suo effetto sulla vitalità cellulare

Circa il 20% della fornitura elettrica degli Stati Uniti è fornito da energia nucleare e, in parte basato su incentivi nazionali per aumentare l'indipendenza energetica, Stati Uniti è previsto capacità nucleare per aumentare ^1. Crescita mondiale dell'energia nucleare dovrebbe inoltre continuare, con gran parte della crescita che si verificano al di fuori degli Stati Uniti ^2. Dal 2013, l'83% degli Stati Uniti di uranio è stato importato, ma esistono 952.544 tonnellate di riserve negli Stati Uniti ^3,4. Nel 2013 ci sono stati 7 nuove applicazioni impianto e applicazioni 14 riavvio / dilatazione tra Wyoming, New Mexico, e Nebraska ^5. Negli Stati Uniti, l'uranio viene estratto attraverso prevalentemente recupero in situ (ISR) i procedimenti ^6. ISR provoca meno disagi terra ed evita la creazione di cumuli di raccolta degli sterili che possono rilasciare contaminanti ambientali ^7. ISR utilizza soluzioni ossidanti a base acquosa per lisciviare uranio dal corpo minerale sotterranea, dopo di che l'uranio viene estratto dal percolato attraversoun processo di scambio ionico ^8. Per mantenere un equilibrio idrico negativo nel corpo minerale, una porzione del percolato, chiamato produzione sanguinare acqua (PBW), si spurga off. Una porzione del PBW viene decontaminato mediante osmosi inversa (RO), e reintrodotto nel processo di estrazione, ma PBW potrebbe anche avere usi industriali o agricole benefiche, se contaminanti tossici possono essere ridotti a livelli accettabili determinati dalla statali agenzie normative per superficie e sotterranee ^9. Attualmente, la maggior parte delle strutture di uranio ISR usano RO per rimuovere i contaminanti da PBW. Tuttavia, l'elaborazione RO è ad alta intensità energetica e produce salamoia rifiuti tossici, che richiede lo smaltimento regolamentato.

Esistono molti metodi di decontaminazione dell'acqua, tra cui adsorbenti, membrane e scambio ionico. Di questi, l'adsorbimento è il più comunemente usato, ei recenti sviluppi nella sintesi di nanoparticelle ha migliorato le funzionalità di base di adsorbenti acqua decontaminazione processi ^10. Oxi Cupricde nanoparticelle (CuO-NP) in precedenza non erano state ampiamente studiate sull'uranio ISR PBW, ma in recenti studi di rimozione dei contaminanti dalle acque sotterranee, CuO-NP sono stati trovati ad avere proprietà uniche, tra cui non richiede fasi di trattamento pre o post-acqua ( ad esempio, la regolazione del pH o potenziale redox) e rendimento in diverse composizioni di acqua (ad esempio, in diversi pH, concentrazioni di sale, o ioni concorrenti) ^11. Inoltre, CuO-NP sono facilmente rigenerato mediante esaurimento con idrossido di sodio (NaOH), dopo di che il rigenerato CuO-NP può essere riutilizzato. Dettagli di CuO-NP capacità di filtraggio traccia di metallo dalle acque naturali sono stati precedentemente pubblicati ^11-14.

Sebbene utili per il trattamento dell'acqua, nanoparticelle di ossido di metallo possono essere tossiche per gli organismi viventi, ma la misura della tossicità dipende, in parte, sulle caratteristiche nanoparticelle e costituenti ^10,15,16. Pertanto, è importante studiare simultaneous contaminanti rimozione e nanoparticelle tossicità prima di applicazioni sul campo. L'attuale studio ha determinato la capacità di CuO-NP per rimuovere i contaminanti prioritari PBW (tra cui l'arsenico, selenio, vanadio e uranio), e ha valutato l'effetto del trattamento CuO-NP su PBW citotossicità.

PBW stato raccolto da una struttura di uranio ISR attivo e utilizzato per determinare l'efficacia del trattamento CuO-NP in rimozione dei contaminanti priorità. PBW citotossicità prima e dopo il trattamento CuO-NP è stato anche valutato. PBW è un complesso geologico miscela (industriale / ambientale) e dal National Institute of Environmental Health and Science (NIEHS) e l'Agenzia per le sostanze tossiche e delle malattie del Registro di sistema (ASTDR) sono ponendo l'accento sullo studio della tossicità di miscele di rilevanza ambientale, comprese le miscele come esistono in natura o industriali impostazioni, così come la promozione in test in vitro per la priorità prodotti chimici per ulteriori test in vivo^17-19. Studi di cronica, a basso dosaggio esposizioni miscela sono difficili perché l'esposizione cronica a una miscela di bassa dose non produce effetti evidenti, almeno non nel breve lasso di tempo della maggior parte degli studi di laboratorio. Analogamente, più in studi in vitro di miscele chimiche esporre le cellule ad una miscela laboratorio misura definita di 2 o più metalli ^20,21. Questi studi forniscono informazioni di base, ma le miscele semplificate non replicano le complesse interazioni antagoniste e sinergici che possono verificarsi in un campione ambientale natale, dove la gamma completa di componenti della miscela sono presenti.

Gli obiettivi di questo studio erano di esaminare i processi di rimozione dei contaminanti alternative per PBW e per valutare l'effetto di (CuO-NP) trattamento in PBW citotossicità utilizzando cellule umane in coltura. I risultati potrebbero beneficiare l'industria dell'uranio attraverso lo sviluppo di metodi più efficienti o ecologici per la rimozione dei contaminanti. Questo studio forniscela prima evidenza che la riduzione dei contaminanti prioritari PBW da CuO-NP riduce citotossicità in cellule di mammifero ^22.