Proven technology for the pretreatment of sterile compacted bentonite materials for the subsequent study of microbial activity

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F46747885%3A24620%2F22%3A00010681" target="_blank" >RIV/46747885:24620/22:00010681 - isvavai.cz</a>

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Ověřená technologie předúpravy sterilních kompaktovaných bentonitových materiálů pro následné studium mikrobiologické aktivity

Original language description

Ověřená technologie slouží k zajištění sterilních vzorků kompaktovaného bentonitu coby abiotických konrol pro následné studium mikrobiální aktivity ve vzorích bentonitu za různých podmínek prostředí. Zvláštní důraz byl kladen na nalezení postupu, který by bylo možné využívat v podmínkách běžné geotechnické laboratoře bez speciálního mikrobiologického vybavení. Cílem technologie bylo navržení kompletního postupu přípravy sterilních kompaktovaných vzorků obsahující a) zajištění sterilní práce podmínkách nesterilní geotechnické laboratoře, b) sterilizace bentonitu, c) hutnění bentonitu, tj. příprava kompaktovaného vzorku o požadované objemové hmotnosti v experimentální cele a d) saturace sterilního vzorku kompaktovaného bentonitu. Výsledným produktem popisované Ověřené technologie je sterilní kompaktovaný bentonit vhodný pro experimentální činnosti spojené s analýzou mikrobiální aktivity. Sterilita získaného kompaktovaného bentonitu byla ověřena mikrobiologickými postupy. Použití Ověřené technologie v budoucnu umožní přípravu sterilního kompaktovaného bentonitu, který poslouží jako ideální vstupní materiál v experimentech zaměřených na problematiku mikrobiálních vlivů v inženýrské bariéře. Vyhodnocení vlivů mikrobiální aktivity na stabilitu kompaktovaného bentonitu povede ke zpřesnění údajů potřebných pro bezpečnostní hodnocení hlubinného úložiště.

Czech name

Ověřená technologie předúpravy sterilních kompaktovaných bentonitových materiálů pro následné studium mikrobiologické aktivity

Czech description

Ověřená technologie slouží k zajištění sterilních vzorků kompaktovaného bentonitu coby abiotických konrol pro následné studium mikrobiální aktivity ve vzorích bentonitu za různých podmínek prostředí. Zvláštní důraz byl kladen na nalezení postupu, který by bylo možné využívat v podmínkách běžné geotechnické laboratoře bez speciálního mikrobiologického vybavení. Cílem technologie bylo navržení kompletního postupu přípravy sterilních kompaktovaných vzorků obsahující a) zajištění sterilní práce podmínkách nesterilní geotechnické laboratoře, b) sterilizace bentonitu, c) hutnění bentonitu, tj. příprava kompaktovaného vzorku o požadované objemové hmotnosti v experimentální cele a d) saturace sterilního vzorku kompaktovaného bentonitu. Výsledným produktem popisované Ověřené technologie je sterilní kompaktovaný bentonit vhodný pro experimentální činnosti spojené s analýzou mikrobiální aktivity. Sterilita získaného kompaktovaného bentonitu byla ověřena mikrobiologickými postupy. Použití Ověřené technologie v budoucnu umožní přípravu sterilního kompaktovaného bentonitu, který poslouží jako ideální vstupní materiál v experimentech zaměřených na problematiku mikrobiálních vlivů v inženýrské bariéře. Vyhodnocení vlivů mikrobiální aktivity na stabilitu kompaktovaného bentonitu povede ke zpřesnění údajů potřebných pro bezpečnostní hodnocení hlubinného úložiště.

Type

Z_tech - Verified technology

CEP classification

—

OECD FORD branch

10606 - Microbiology

Project

<a href="/en/project/TK02010169" target="_blank" >TK02010169: Limiting Factors for Survivability and Proliferation of Microorganisms Significant for Corrosion of Deep Geological Repository Barrier Systems</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2022

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Internal product ID

14034_2022_ZB_01

Numerical identification

—

Technical parameters

Součástí Ověřené technologie je popis přípravné práce, metoda sterilizace, kompaktizace a sycení bentonitu a ověření sterility připraveného vzorku. Nejprve byla otestována sterilizace bentonitového prášku pomocí gama záření. Byla otestována aplikace dávek gama záření od 10 do 140 kGy na zdroji 60Co. Sterilita ozářených vzorků byla dále vyšetřována kombinací kultivačních analýz v tekutých médiích a genetických metod (qPCR, NGS) na dlouhodobě inkubovaných vzorcích ve formě bentonitové suspenze. Výsledky prokázaly, že gama ozařování představuje vhodnou a účinnou metodu sterilizace bentonitu a letální dávka pro bentonit v suchém stavu pro následnou kultivovatelnost a proliferaci mikroorganismů je ≥ 30 kGy, přičemž při vysokých dávkách záření (100-140 kGy) již pravděpodobně dochází k degradaci samotné DNA mikroorganismů. Na základě předchozích výstupů byl dále definován a vyzkoušen samotný postup přípravy sterilního kompaktovaného bentonitu. Byly navrženy a otestovány dvě technologie přípravy sterilního kompaktovaného vzorku: (1) ozařováním bentonitu předem kompaktovaného na suchou objemovou hmotnost 1200 kg/m3 ve speciálních celách z materiálu TecaPeek a (2) sterilním lisováním předem sterilizovaného bentonitového prášku na objemovou hmotnost 1200 kg/m3. Výsledky provedeného ověření sterility připravených vzorků ukazují, že použitá dávka 35 kGy je ve shodě s výsledky na ozařovaném prášku dostatečná pro sterilizaci předpřipraveného vzorku kompaktovaného bentonitu. Tato metoda přípravy je využitelná v geotechnických laboratořích vybavených pro přípravu vzorků kompaktovaného bentonitu bez nutnosti speciálního vybavení pro sterilní práci. Druhá navržená a otestovaná technologie sterilního lisování kompaktovaného bentonitu ze sterilního prášku umožňuje využít předem sterilizovaný materiál, který je možné zajistit průmyslovým způsobem a tedy ekonomicky výhodně. Provedené ověření ukázalo, že technologie sterilního lisování je plně funkční a proveditelná v podmínkách běžné geotechnické laboratoře s pouze minimálním vybavením pro sterilní práci. Dále byl v rámci technologie navržen a ověřen postup sterilního sycení připravených vzorků kompaktovaných bentonitů. U vzorků sterilních nasycených kompaktovaných bentonitů připravených oběma technologiemi byla otestována jejich sterilita. Všechny provedená analýzy (genetické i kultivační) nezávisle potvrdily, že studované vzorky nevykazovaly žádné známky přítomnosti mikrobiální aktivity a je možné je pokládat za sterilní. Tím byl splněn základní předpoklad popisované Ověřené technologie, získání sterilních vzorků kompaktovaného bentonitu. Kontaktní osoba Kateřina Černá (katerina.cerna@tul.cz)..

Economical parameters

Ověřená technologie používána při řešení projektu a bude použita při řešení budoucích národních nebo mezinárodních projektů zabývajících se studiem mikrobiální aktivity v inženýrské bariéře bentonitu, řešených v období po ukončení tohoto projektu, nebo v hospodářské činnosti ÚJV. Výsledky dosažené na tomto výstupu zvýší znalost v problematice mikrobiálních vlivů v inženýrské bariéře kompaktovaného bentonitu a povedou ke zpřesnění údajů potřebných pro bezpečnostní hodnocení hlubinného úložiště. Znalost specifické technologie tohoto typu umožní účast a případnou referenční výhodu i v externích zakázkách typu výběrové řízení s požadavky na vlastnictví speciálních aparatur pro mikrobiální analýzy..

Application category by cost

—

Owner IČO

46747885

Owner name

Technická univerzita v Liberci

Owner country

CZ - CZECH REPUBLIC

Usage type

P - Využití výsledku jiným subjektem je v některých případech možné bez nabytí licence

Licence fee requirement

N - Poskytovatel licence na výsledek nepožaduje licenční poplatek

Web page

—