Biofilm formation in spent nuclear fuel pools and bioremediation of radioactive water / Formación de biopelículas en piscinas de combustible nuclear gastado y biorremediación de aguas radiactivas

ABSTRACT

Microbiological studies of spent nuclear fuel pools at the Cofrentes Nuclear Power Plant (Valencia, Spain) were initiated to determine the microbial populations in the pools' water. Biofilm formation at the nuclear power plant facilities and the potential use of those microbial populations in the bioremediation of radioactive water were also studied. Biofilm formation was analyzed by immersing different austenitic stainless steel coupons (UNS S30400, UNS S30466, UNS S31600), as well as balls of stainless steel (UNS S44200) and titanium (99.9%) in a spent nuclear fuel pool (under static and dynamic conditions) for 34 months. Epifluorescence microscopy and scanning electron microscopy revealed that biofilm formed on the samples, in spite of the radioactive and oligotrophic conditions of the water. Based on standard culture methods and sequencing of 16S rDNA fragments, 57 bacteria belonging to α-, β-, and γ-Proteobacteria, Firmicutes and Actinobacteridae were identified in the biofilms. The radioactivity of the biofilm was measured using γ-ray spectrometry, which revealed that biofilms were able to retain radionuclides, especially 60Co. Using metallic materials to decontaminate radioactive water could become a new approach for bioremediation (AU)

RESUMEN

Los estudios microbiológicos de las piscinas de combustible nuclear gastado en la Central Nuclear de Cofrentes (Valencia, España) se iniciaron para determinar las poblaciones microbianas del agua de dichas las piscinas. También se estudió la formación de biopelículas en las instalaciones de la central nuclear y del posible uso de esas poblaciones microbianas para la biorremediación de aguas radiactivas. Para analizar la formación de las biopelículas en una piscina de combustible nuclear gastado, se sumergieron durante 34 meses (en condiciones estáticas y dinámicas) cupones de acero inoxidable austenítico (UNS S30400, UNS S30466, UNS S31600), así como ovillos de acero inoxidable (UNS S44200) y titanio (99.9%). La observación al microscopio de epifluorescencia y al microscopio electrónico de barrido reveló la formación de biopelículas sobre las muestras a pesar del carácter radioactivo y oligotrófico del agua. De acuerdo con los métodos estándar de cultivo y secuenciación de los fragmentos del 16S rDNA, en las biopelículas se identificaron 57 bacterias diferentes pertenecientes a los grupos α-, β-, y γ-Proteobacteria, Firmicutes y Actinobacteridae. La radiactividad de las biopelículas se midió por espectrometría gamma y esta técnica demostró que las biopelículas son capaces de retener radionucleidos, especialmente 60Co. El empleo de materiales metálicos para descontaminar aguas radiactivas podría ser un nuevo método de biorremediación (AU)