Шайхутдинов В.М., Жаппар Н.К., Балпанов Д.С., Тен О.А.

ТОО «НАЦ «Биомедпрепарат», Казахстан

Исследование биосорбции селена, скандия и германия биомассой Monoraphidium sp., Rhizopus sp. и Pseudomonas putida

В качестве сопутствующих элементов в рудах многих урановых месторождений содержатся редкие и редкоземельные металлы. При выщелачивании урана в технологических растворах происходит накопление данных металлов, извлечение которых принесет дополнительную прибыль.

Проблема извлечения редких и редкоземельных металлов заключается в необходимости переработки больших объемов технологических растворов с низким содержанием целевых компонентов.

Поиски новых технологий сосредоточили свое внимание на способности различных микроорганизмов и биополимеров связывать ионы металлов [1]. Основные преимущества в использовании биосорбентов являются относительно низкая стоимость и хорошая сорбционная емкость, которая в некоторых случаях может быть специфична для определенного металла, представляющего особый интерес [2, 3].

Нами была исследована способность сорбции селена, скандия и германия биомассами Monoraphidium sp., Rhizopus sp. и Pseudomonas putida.

Выращенную на элективных средах биомассы выделяли из раствора центрифугированием при 9000 об/мин в течение 10 мин. Супернатант сливали и клетки ресуспендировали в дистиллированной воде для полного удаления среды. Полученную биомассу высушивали при 55 ^оС и использовали для проведения биосорбции. Эксперименты по биосорбции были проведены при начальной концентрации металлов 100 мг/л и 100 мг сорбента в 100 мл раствора металла при 25 ^оС [4]. Результаты проведенного скрининга представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Результаты сорбции селена, германия и скандия

Микроорганизм	Сорбционная емкость, мг/г
	Se	Ge	Sc
Monoraphidium sp.	108	123	29
Rhizopus sp.	174	89	37
Pseudomonas putida	23	51	69

По данным таблицы 1 видно, что наибольшей сорбционной емкостью селена обладает биомасса грибов Rhizopus sp. FZ-1 – 174 мг/г, сорбционной емкостью германия Monoraphidium sp. CZ – 123 мг/г, сорбционной емкостью скандия Pseudomonas putida KS28 – 69 мг/г.

Далее были проведены исследования сорбции селена, германия и скандия при различных соотношениях биомасс Rhizopus sp. : Monoraphidium sp.: Pseudomonas putida KS28. Эксперименты проводили с растворами, содержащими 100 мг/л катионов селена, германия и скандия металлов. Результаты представлены на рисунке 1 и таблице 2.

Рисунок 1 – Зависимость сорбционной емкости сорбента от соотношения биомасс Rhizopus sp. : Monoraphidium sp. : Pseudomonas putida

Таблица 2 – Сорбционная емкость биосорбента при различных соотношениях Rhizopus sp. : Monoraphidium sp. : Pseudomonas putida

	Соотношение биомасс Rhizopus sp. : Monoraphidium sp. : Pseudomonas putida
	1:1:1	2:1:1	1:2:1	1:1:2	3:1:1	1:3:1	4:1:1	1:4:1	1:1:4	2:2:1	1:2:2	2:1:2	1:2:3	1:3:2	2:3:1	3:2:1
Sc	41	13	35	74	46	53	38	45	76	37	54	54	76	71	56	43
Ge	104	69	115	97	65	118	96	89	126	107	68	112	86	95	114	132
Se	132	127	87	144	191	111	162	136	94	106	163	102	134	196	152	148
Σ	277	209	232	315	302	282	296	270	296	250	285	268	296	362	322	323

Как видно по представленным данным, наибольшее извлечение металлов из раствора достигнуто при соотношении биомасс Rhizopus sp. : Monoraphidium sp. : Pseudomonas putida равном 1:3:2. При данном соотношении микроорганизмов сорбционная емкость по селену, германию и скандию составила 196, 95 и 71 мг/г, соответственно.

Литература

1 Philip L., Iyengar L. and Venkobachar C. Biosorption of U, La, Pr, Nd, Eu, and Dy by Pseudomonas aeruginosa // J. Ind. Microbiol. Biotechnol. – 2000. – №25. – P. 1-7.

2 Michalak I. K., Chojnacka K. State of the Art for the Biosorption Process – a Review // Appl. Biochem. Biotechnol. – 2013. – Vol. 170. – P. 1389-1416.

3 Vijayaraghavan K., Yeoung-Sang Y. Bacterial biosorbents and biosorption // Biotechnology Advances. – 2008. – № 26. – P. 266-291.

4 Andrès Y., MacCordick H.J. and Hubert J.C. Adsorption of several actinide (Th, U) and lanthanide (La, Eu, Yb) ions by Mycobacterium smegmatis // Appl. Microbiol. Biotechnol. – 1993. – №39. – P. 413-417.