We thank Dr. Roger Hopper and the Wyoming Department of Agriculture, Analytical Services Lab for the mass spectroscopy analysis of our samples. We would like to express our gratitude to the University of Wyoming, School of Pharmacy for allowing us to video this protocol in their laboratories. We would also like to thank the Theodore O. and Dorothy S. King Endowed Professorship Agreement for their graduate assistantship (SC), the University of Wyoming for the Graduate Assistantship support (JRS), and the Science Posse (NSF GK-12 Project # 084129) for the teaching fellowship (JRS). We would also like to thank Uranium One for allowing us to obtain samples and assisting us with questions. This work was supported by the School of Energy Resources, University of Wyoming.

Alle Proben wurden bei der Uranflüssigkeitsverarbeitung Bau einer Uran ISR-Anlage in Wyoming gesammelt. 1. Herstellung Bleed Water (PBW) <ol><li> Sammeln zwei Arten von Wasserproben aus einem ISR-Urananlage: PBW und Umkehrosmose (RO) Wasser. Sammeln PBW von einem Überwachungshahn nach dem Ionenaustauschverfahren, aber vor der Umkehrosmose Dekontamination. Sammeln RO Proben nach der PBW durch Umkehr-Osmose-Behandlung dekontaminiert. HINWEIS: Auslaugmittel in Rohrleitungen von mehreren gut Felder zur Uranflüssigkeitsverarbeitungsgebäude, wo es in einer Säule gesammelt und für die Ionenaustausch hergestellt transportiert. Etwa 1-3% der Auslaugmittel nach dem Ionenaustausch aus dem Kreislauf entfernt und bezeichnet Produktionsblutwasser (PBW). PBW ist in den Mining-Prozesse wiederverwendet oder dekontaminiert / mit RO Filtration entmineralisiert. </li><li> Sammeln Wasserproben in Polyethylen hoher Dichte (HDPE) Flaschen mit Nullkopfraum nachzu Standardarbeitsanweisungen für die Probenentnahme und Analyse des Wyoming Department of Environmental Quality (WYDEQ) 23. </li><li> Messen Sie Temperatur und pH-Vor-Ort-und Transport Proben auf Eis, um sie kühl zu halten. </li><li> Speicher PBW bei 4 ° C. Halten Sie das PBW Lösung kühl bis nach der konzentrierten essentiellem Eagle-Minimalmedium (EMEM-10x) wird während der Medienvorbereitung hinzugefügt, wie in dem folgenden Protokoll angewiesen. HINWEIS: PBW eine oxidierte Lösung, die ausfällt, wenn man sie einfrieren oder auf Raumtemperatur erwärmt. Nach Verdünnen der PBW Lösung ausreichend verdünnt, daß es nicht ausfallen, wenn es auf 37 ° C vor der Anwendung auf Zellen und während der Inkubation. </li></ol> 2. Herstellung von CuO-Nanopartikel (CuO-NPs) <ol><li> Kombinieren eines reinen Ethanollösung, die 250 ml von 0,2 M CuCl 2 • 2H 2 O, 250 ml 0,4 M Natriumhydroxid (NaOH) und 5 g Polyethylenglykol (PEG) in einem Rundkolben mit sechs mm Borosilikatglas Bälle. </li><li> Legen Sie die Lösung in einer modifizierten Mikrowelle und lassen Sie es unter Rückfluss bei Umgebungsluftdruck für 10 Minuten bei 20% Leistung (Abstand von 6 sec auf 24 sec aus) zu reagieren. </li><li> Die Lösung wird auf Raumtemperatur (20 ° C), dann in 50 ml konische Röhrchen dekantiert, wobei die Glaskugeln. </li><li> Zentrifuge die Lösung in 50 ml konische Röhrchen bei 1.000 xg für 30 Minuten, dekantiert und wäscht danach den CuO-Nanopartikel, die mit einer Sequenz von 300 ml heißem Wasser (60-65 ° C), 100 ml Ethanol und 100 ml Aceton. </li><li> Man trocknet die CuO-NPs auf Raumtemperatur (20 ° C) in den 50 ml konische Röhrchen. </li><li> Kratzen Sie die CuO-Nanopartikel aus ihren Röhren in einem Mörser. Decken Sie die CuO-Nanopartikel mit Alufolie und erhitzen das CuO-NPs bis 110 ° C in einem Ofen, um die restliche Flüssigkeit zu entfernen. Kombinieren CuO-Nanopartikel in einer Charge und wiegen die CuO-Nanopartikel. HINWEIS: Die Vorbereitung der CuO-Nanopartikel und CuO-NP Behandlung von PBW wurden in Wasser durchgeführt Qualkeit Laboratory of Ecosystem Science and Management, University of Wyoming. CuO-NP-Synthese folgte dem Verfahren von Martinson und Reddy (2009) 11. </li></ol> 3. Behandlung von PBW mit CuO-NPs <ol><li> Dann werden 50 mg (1 mg / ml) von CuO-NP zu einer 50 ml konischen Röhrchen, gefolgt von 50 ml PBW. Verschließen Sie den Schlauch und reagierte für 30 Minuten auf einer Tischorbitalschüttler bei 250 Upm. </li><li> Zentrifugenprobenröhrchen bei 250 · g für 30 Minuten und dann auswählen, den Überstand unter Verwendung eines 0,45 &amp; mgr; m-Spritzenfilter. Verändern die Zentrifugendrehzahl und die Zeit auf dem Nanopartikel abhängen, um sicherzustellen, das CuO-NPs werden kompakt in dem Zentrifugenröhrchen. </li></ol> 4. Elementaranalyse <ol><li> Vorbereitung unbehandelt (Kontrolle) und CuO-NP behandelt PBW Proben für die Elementaranalyse wie folgt. </li><li> Anzusäuern Aliquots (40 ml) von CuO-NP-behandelten und unbehandelten PBW mit Spurenmetall Salpetersäure auf einen pH von 2,0. Analysieren angesäuerten Aliquots PBW für Kationen durch induktiv coupled Plasma-Massenspektroskopie (ICP-MS), wie in Reddy und Roth (2012) 13 beschrieben. </li><li> Vorbereitung angesäuerten Aliquots (20 ml) von CuO-NP-behandelten und unbehandelten PBW und Analyse der nicht angesäuerten Aliquots Anionen durch Ionenchromatographie (IC), wie in Reddy und Roth (2012) 13 beschrieben. HINWEIS: Aliquots wurden vom Wyoming Department of Agriculture Analytical Services, Laramie WY 82070. Eine Beschreibung des IC und ICPMS Verfahren kann in Reddy und Roth, (2012) 13 gefunden werden analysiert. </li></ol> 5. Herstellung von Zellkulturmedien Mit PBW <ol><li> Verwenden Sie zwei Steuer (EMEM-1x und RO + Medien) und acht PBW Testmedienlösungen (vier Konzentrationen jedes der unbehandelten PBW und CuO-NP-behandelten Medien) in den Machbarkeitsstudien. Übersichten über die Lösungen sind wie folgt: <ol><li> Für EMEM-1x Steuerung erwerben essentiellem Eagle-Minimalmedium (EMEM-1x) mit L-Glutamin und Natriumbicarbonat bereits hinzugefügt. Hinzuzufügen fötalem Rinderserum (FBS) Und Antibiotika, den Anweisungen des Herstellers. HINWEIS: EMEM-1x wird verdünnt, um die geeignete Konzentration für das Zellwachstum und die L-Glutamin und Natriumbicarbonat bezogen. EMEM-1x erfordert die Zugabe von fötalem Rinderserum (FBS) und einem Antibiotikum Mischung von Penicillin und Streptomycin (50 IU / ml Penicillin und 50 ug / ml Streptomycin). EMEM-1x als Steuermittel verwendet, da es vom Hersteller empfohlenen Wachstumsmedien für beide Zelltypen in dieser Studie verwendet. Konzentrierte EMEM-10x ist mit RO-Wasser aus der Anlage oder unbehandelt oder CuO-NP-behandelten PBW verdünnt, um die Testlösungen herzustellen. Konzentrierte EMEM-10x zum Zeitpunkt des Kaufs nicht L-Glutamin oder Natriumbicarbonat so dass diese zusätzlich zu dem fötales Rinderserum (FBS) und einem Antibiotikum Mischung aus Penicillin und Streptomycin zugesetzt enthalten. </li><li> Für die RO Kontrolllösung verwenden RO Wasser aus der ISR-Anlage gesammelt. Verwenden Sie das gleiche Protokoll wie die PBW Testmedien ersetzen, nur 100% RO water von der ISR-Anlage anstelle von PBW. Um den unbehandelten und CuO-NP-behandelten Lösung Gebrauch RO oder ultrareines Wasser aus dem Labor zu verdünnen. </li><li> Verdünnter unbehandeltem PBW in vier Testkonzentrationen vor der Vermischung mit den Zellkulturmedienkomponenten. Bereiten Sie die vier verschiedenen Konzentrationen von unbehandelten PBW Lösungen durch Mischen von unbehandelten PBW mit RO (aus dem Labor) in den folgenden Kombinationen: 100% (reine PBW + nein RO Wasser), 75% (187,5 ml PBW + 62,5 ml RO-Wasser), 50% (125 ml PBW + 125 ml RO-Wasser) oder 25% (62,5 ml PBW + 187,5 ml RO-Wasser). </li><li> Verdünnter CuO-NP behandelt PBW in vier Testkonzentrationen vor der Vermischung mit den Zellkulturmedienkomponenten. Bereiten Sie die vier verschiedenen Konzentrationen von CuO-NP behandelt PBW Lösungen durch Mischen PBW (vorbehandelt mit 1 mg / ml CuO-NP für 30 min) mit RO (aus dem Labor) in folgenden Kombinationen: 100% (reine CuO- NP-behandelten PBW + nein RO Wasser), 75% (187,5 ml CuO-NP-behandelten PBW + 62,5 ml RO-Wasser), 50% (125ml CuO-NP-behandelten PBW + 125 ml RO-Wasser) oder 25% (62,5 ml CuO-NP-behandelten PBW + 187,5 ml RO-Wasser). </li></ol></li><li> Vorbereitung 250 ml RO + Medien unbehandeltem PBW + Medien und CuO-NP behandelt PBW + Medienkonzentration durch Zugabe von 25 ml konzentrierter EMEM-10x bis 190 ml des 100% RO und 100%, 75%, 50% oder 25% der vorgefertigten unbehandeltem oder CuO-NP behandelt PBW-Konzentrationen in Schritt 6.1.3 und 6.1.4 erstellt. </li><li> Der pH-Wert jeder Lösung auf 7,4 mit NaOH oder HCl. </li><li> Ergänzen Konzentration von unbehandelten und CuO-NP-behandelten PBW sowie RO + Medien mit den folgenden Standardkomponenten: 25 ml (10%) fötales Rinderserum (FBS), 2,5 ml L-Glutamin, 0,55 g NaHCO 3 und 1,25 ml Pen / Strep (50 IU / ml Penicillin und 50 ug / ml Streptomycin). </li><li> Stellen Sie die Osmolalität jede Konzentration der unbehandelten PBW + Medien, CuO-NP-behandelten PBW + Medien und RO + Medien auf 290-310 mOsm / kg durch Zugabe von RO Wasser und Maß mit einem Osmometer. </li><li> Filtern sie jede Lösung mitein 0,22 um Vakuumfiltereinheit, und bei 4 ° C. HINWEIS: Aufgrund der leichten Schwankungen in der Menge an RO-Wasser verwendet, um die Osmolalität einzustellen, variieren endgültigen Medienkonzentrationen innerhalb von 5% liegen, mit unbehandeltem PBW + Medienkonzentrationen bei 56%, 44%, 29% und 16,5% und CuO-NP- behandelt PBW + Medienkonzentration auf 53%, 45%, 30% und 17%. </li></ol> 6. Zelllebensfähigkeit HINWEIS: Da die Nieren und Leber sind die Zielorgane der Toxizität von Schwermetallen, beschäftigen kultivierten menschlichen embryonalen Nieren (HEK293) Zellen (HEK) und die menschliche Leberzellkarzinom (HepG2) Zellen (HEP) Prüfverfahren 24-26. <ol><li> Bereiten Sie eine Kultur der HEK und HEP-Zellen 2-3 Tage vor dem Beschichten der Platten mit 96 Vertiefungen in dem Experiment den Anweisungen des Herstellers verwendet wird. </li><li> Messen der Lebensfähigkeit der Zellen unter Verwendung der 3- [4, 5-dimethylthiazol-2-yl] -2, 5-diphenyltetrazoliumbromid (MTT) Assay. HINWEIS: Der MTT-Assay-Protokoll wurde von Mee modifizierterloo et al. (2011) 27. <ol><li> Erhalten MTT in Pulverform. Hinzufügen phosphatgepufferter Kochsalzlösung (PBS), um eine Stammkonzentration von 50 mg / ml. Man schüttelt die Lösung für 2 Stunden und dann mit einer 0,45 um Spritzenfilter und Aliquots in 1,5 ml Gefrier sichere Rohre filtern. Schützen Rohre von Licht und bei 4 ° C. </li></ol></li><li> Entfernen HEK und HEP-Zellen aus ihren Kulturschalen mit Trypsin, Zentrifuge bei 1.000 xg für 5 min und dekantiert die Trypsin. 5 ml PBS und mischen Zellen, um eine Einzelzelllösung zu erhalten. Dann gelten 20 ul der einzelnen Zelllösung zu einem Hämocytometer, um eine Zellzahl pro Milliliter der Lösung zu erhalten. Zentrifugieren Sie die Zellen erneut bei 1.000 xg für 5 min und dekantieren die PBS verwendet, um die Zellen zu spülen. Fügen Sie die entsprechende Menge an EMEM-1x um die Konzentration der Zellen auf 500 Zellen einstellen / 100 ul (100 ul / Vertiefung). </li><li> Füllen Sie die Perimeter Vertiefungen der Platte mit 200 ul PBS, um für die Verdampfung zu steuern. </li><li> Seed-Zelles bei einer Dichte von 500 Zellen / Well die Zugabe von 100 &amp; mgr; l zu jeder Vertiefung, mit Ausnahme der Umfangsvertiefungen (die nicht mit Zellen plattiert sind). HINWEIS: Beimpfungsdichte für HEK und HEP-Zellen basiert auf experimentellen Wachstumskurven, die die Spitze des Wachstums auf etwa 4-5 Tage auftreten erlauben. Bereiten Wachstumskurven für alle Zelllinien zu Aussaatdichte zu schätzen. </li><li> Zellen einer Inkubationszeit von 24 h bei 37 ° C so dass sie (Form durch straffe Verwachsungen an der Platte), bevor Basis MTT Lesungen Zelldichte zu erholen. </li><li> Zuführen Basis MTT Ablesungen Zelldichte durch Entfernen der Aussaat Medien aus der ersten Kolonne (ohne den Umfang), und die Zugabe von 100 ul MTT (5 mg / ml in Medium) zu den Vertiefungen für 1 Stunde. </li><li> Nach einer Stunde, entfernen Sie das MTT und fügen Sie 100 ul Dimethylsulfoxid (DMSO), um die MTT-Formazan von lebensfähigen Zellen (20 min) hergestellt aufzulösen. </li><li> Optische Dichte (OD) der ersten Kolonne bei einer Absorptionswellenlänge von 570 nm, um eine Basis zu erhalten,Linie Lese. <ol><li> Verwenden Basismesswerte, um sicherzustellen, alle Platten wurden korrekt und ausgesät, dass Zellen stetig wachsende zwischen den Platten. Entfernen Sie das DMSO aus der Säule ist vor Inkubation der nächsten 24 Stunden geprüft. HINWEIS: Wenn DMSO ist in der Platte über Nacht stehen gelassen zieht Feuchtigkeit von der benachbarten Spalte, was zu einer Verringerung des Medienvolumens. </li></ol></li><li> Wärmen Sie die Testlösungen (dh die EMEM-1x, RO, unbehandelte PBW und CuO-NP-behandelten PBW-Media-Lösungen) auf 37 ° C im Wasserbad. </li><li> Entfernen der Aussaat Medien aus dem Rest der Platte (ohne den Umfang oder die erste Spalte, die für die Basislese verwendet wurde) und mit 100 &amp; mgr; l EMEM-1x, RO + Medien, unbehandeltem PBW + Medienkonzentrationen oder CuO-NP ersetzt behandelten PBW + Medienkonzentration (eine Lösung pro Platte). Zellen in ihrem Testkonzentrationen oder Kontrolllösungen Inkubation für insgesamt sieben Tage (Tage 2-8). HINWEIS: Es gibt 10 Platten insgesamt: 1 EMEM-1x, 1 RO + Medien, 1 jedes unbehandelten PBW + Medienkonzentration (56%, 44%, 29% und 16,5%) und eine Platte jedes CuO-NP-behandelten PBW + Medienkonzentration (53%, 45% , 30% und 17%) pro Experiment pro Zelllinie. </li><li> Jeder Tag nach Baseline-MTT Lesen, entfernen Sie die Kontroll- und Testlösungen (in der Note unter 6.11 aufgeführten) von der nächsten Spalte der jeweiligen Platte (zB Tag 2 Test- und Kontrollmedien von Zeile 3 entfernt, Brunnen BG, Tag 3: Zeile 4. Brunnen BG etc.) und wiederholen die MTT-Protokoll wie in den Schritten 6,7-6,9 oben beschrieben. </li><li> Wiederholen Sie die Protokoll täglich für sieben Tage. Der Mittelwert der OD Ergebnisse für jede Zeile (6 wells) und gegen die Zeit berichtet, dass eine Sieben-Tage-Wachstumskurve zu erzeugen. </li><li> Um die Wirkung von Kupfer Chelat auf die Lebensfähigkeit der Zellen in beurteilen CuO-NP behandelt PBW + Medien nach dem gleichen Verfahren wie oben, mit der Ausnahme, werden 100 &amp; mgr; M D-Penicillamin zu steuern und Testlösungen vor der Zugabe der Lösungen zu ihren jeweiligen Platten. Führen Sie die Daten anallyse mit wissenschaftlichen Grafik-Software. </li></ol> 7. Geochemische Modellierung <ol><li> Download Visual MINTEQ Version 3.0 / 3.1 eine Freeware von der folgenden Website <a href="http://www2.lwr.kth.se/English/Oursoftware/vminteq/">http://www2.lwr.kth.se/English/Oursoftware/vminteq/</a> . Hinweis: Visual MINTEQ ist ein Freeware chemischen Gleichgewichtsmodell für die Berechnung von Metall Speziation, Löslichkeitsgleichgewichte, Sorption usw. für natürliche Wässer. Darüber hinaus ist es verwendet wird, um die Speziation, Ionenaktivitäten, Ionenkomplexe und Sättigung Indizes, die zu der Konzentration der Elemente vor und nach der Behandlung (Massenspektroskopie ergibt) verglichen wird, um die möglichen Mechanismen der Elemententfernung 28 zu untersuchen zusagen. </li><li> Das Programm zu öffnen und geben die Massenspektroskopiedaten aus Schritt 4, einschließlich pH, ​​Alkalinität und die Konzentrationen von verschiedenen Elementen in das Programm. HINWEIS: Da das Grundwasser während der in situ oxidiert uranium Extraktionsverfahren verwenden oxidierten Spezies von Arsen, Vanadium und Uran für die Eingabe. </li></ol> 8. Hemmkonzentration 50 (IC 50) <ol><li> Berechnen Sie die IC 50 für die unbehandelten und CuO-NP-behandelten PBW + Medienkonzentration durch Mittelung des ersten Lebensfähigkeit (OD-Mittelwerte) am Tag 5 der drei Läufe. </li><li> Subtract Tag fünf Lebensfähigkeit Mittelwerte der unbehandelten und CuO-NP-behandelten PBW + Medienkonzentrationen von Tag fünf Lebensfähigkeit Durchschnittswerte von EMEM-1x Rentabilität Unterschiede zu berechnen. Dann teilen Sie die Lebensfähigkeit Unterschiede durch die durchschnittliche Rentabilität an Tag 5 in EMEM, und mit 100 multipliziert, um die prozentuale Hemmung zu erhalten. </li><li> Subtrahieren Sie die prozentuale Hemmung von 100 (EMEM-1x Lebensfähigkeit), um die prozentuale Lebensfähigkeit für jede unbehandelte und CuO-NP-behandelten PBW + Medienkonzentration zu erhalten. </li><li> Eingang in die wissenschaftliche Grafik-Software, indem Sie EMEM-1x in einer Konzentration von einem Prozent und einer Tragfähigkeit von 100; verwandeln alle Konzentrationen in logSkala (X = Log (X)) und durchzuführen, nichtlineare Regression mit kleinsten Quadrate-Analyse. </li></ol> 9. Datenanalyse <ol><li> Konzentrationen der Elemente in unbehandelten und CuO-NP-behandelten PBW Vergleichen Sie mit einem zweiseitig, paarweise, Student T-Test. </li><li> Berechnen Sie die Flächen unter der Kurve (AUC) mit Hilfe der Wachstumskurve Daten über sieben Tage gesammelt und analysiert die Varianz mit wiederholten Messungen Varianzanalyse (ANOVA), durch Tukey post hoc Vergleich zwischen allen Gruppen gefolgt (n = 3). </li><li> Berechnen Sie die IC 50 unter Verwendung von Daten von Tag fünf der Wachstumskurve sowohl für unbehandelte und CuO-NP-behandelten PBW + Media-Lösungen (oben beschrieben). P-Werte &lt;0,05 als signifikant angesehen werden. HINWEIS: Für die Zwecke der statistischen Analyse wurde Massenspektroskopie Werte der Hälfte der Nachweisgrenze, um Ionen-Konzentrationen Ebenen unterhalb dieser Grenze 29 zugeordnet. </li></ol>

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	<li>Qu, X., Alvarez, P., Li, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+nanotechnology+in+water+and+wastewater+treatment.">Applications of nanotechnology in water and wastewater treatment.</a> Water Research. 47 (12), 3931-3946 (2013).</li><li>Martinson, C., Reddy, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption+of+arsenic(III)+and+arsenic(V)+by+cupric+oxide+nanoparticles.">Adsorption of arsenic(III) and arsenic(V) by cupric oxide nanoparticles.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 336 (2), 401-411 (2009).</li><li>Reddy, K., McDonald, K., King, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+arsenic+removal+process+for+water+using+cupric+oxide+nanoparticles.">A novel arsenic removal process for water using cupric oxide nanoparticles.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 397, 96-102 (2013).</li><li>Reddy, K., Roth, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arsenic+Removal+from+Natural+Groundwater+Using+Cupric+Oxide.">Arsenic Removal from Natural Groundwater Using Cupric Oxide.</a> Ground Water. 51 (1), 83-91 (2012).</li><li>Zhang, G., Ren, Z., Zhang, X., Chen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanostructured+iron(III)-copper(II)+binary+oxide:+a+novel+adsorbent+for+enhanced+arsenic+removal+from+aqueous+solutions.">Nanostructured iron(III)-copper(II) binary oxide: a novel adsorbent for enhanced arsenic removal from aqueous solutions.</a> Water Research. 47 (12), 4022-4031 (2013).</li><li>Ali, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+generation+adsorbents+for+water+treatment.">New generation adsorbents for water treatment.</a> Chemical Reviews. 112 (10), 5073-5091 (2012).</li><li>Zhang, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CuO+nanostructures:+Synthesis,+characterization,+growth+mechanisms,+fundamental+properties,+and+applications.">CuO nanostructures: Synthesis, characterization, growth mechanisms, fundamental properties, and applications.</a> Progress in Materials Science. 60, 208-337 (2014).</li><li>Schmidt, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TOX+21:+new+dimensions+of+toxicity+testing.">TOX 21: new dimensions of toxicity testing.</a> Environmental health perspectives. 117 (8), 348-353 (2009).</li><li>Firestone, M., Kavlock, R., Zenick, H., Kramer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+U.S.+Environmental+Protection+Agency+Strategic+Plan+for+Evaluating+the+Toxicity+of+Chemicals.">The U.S. Environmental Protection Agency Strategic Plan for Evaluating the Toxicity of Chemicals.</a> Journal of Toxicology and Environmental Health, Part B. 13 (2-4), 139-162 (2010).</li><li>Bae, D., Gennings, C., Carter, W., Yang, R., Campain, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toxicological+interactions+among+arsenic,+cadmium,+chromium,+and+lead+in+human+keratinocytes.">Toxicological interactions among arsenic, cadmium, chromium, and lead in human keratinocytes.</a> Toxicological Sciences: An Official Journal of the Society of Toxicology. 63 (1), 132-142 (2001).</li><li>Whittaker, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exposure+to+Pb,+Cd,+and+As+mixtures+potentiates+the+production+of+oxidative+stress+precursors:+30-day,+90-day,+and+180-day+drinking+water+studies+in+rats.">Exposure to Pb, Cd, and As mixtures potentiates the production of oxidative stress precursors: 30-day, 90-day, and 180-day drinking water studies in rats.</a> Toxicology and Applied Pharmacology. 254 (2), 154-166 (2011).</li><li>Schilz, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Investigating the ability of cupric oxide nanoparticles to adsorb metal contaminants from uranium in-situ recovery (ISR) production bleed water and assessing the associated changes in cytotoxicity. , (2014).</li><li>Florea, A., Splettstoesser, F., B&#252;sselberg, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arsenic+trioxide+(As2O3)+induced+calcium+signals+and+cytotoxicity+in+two+human+cell+lines+SY-5Y+neuroblastoma+and+293+embryonic+kidney+(HEK).">Arsenic trioxide (As2O3) induced calcium signals and cytotoxicity in two human cell lines SY-5Y neuroblastoma and 293 embryonic kidney (HEK).</a> Toxicology and Applied Pharmacology. 220 (3), 292-301 (2007).</li><li>Mao, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cadmium+induces+apoptosis+in+human+embryonic+kidney+(HEK)+293+cells+by+caspase-dependent+and+-independent+pathways+acting+on+mitochondria.">Cadmium induces apoptosis in human embryonic kidney (HEK) 293 cells by caspase-dependent and -independent pathways acting on mitochondria.</a> Toxicology in Vitro. 21 (3), 343-354 (2007).</li><li>Tchounwou, P., Yedjou, C., Patlolla, A., Sutton, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Heavy Metal Toxicity and the Environment. Molecular, Clinical and Environmental Toxicology. 101, 133-164 (2012).</li><li>Meerloo, J., Kaspers, G., Cloos, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+Sensitivity+Assays:+The+MTT+Assay.">Cell Sensitivity Assays: The MTT Assay.</a> Cancer Cell Culture. 731, 237-245 (2011).</li><li>Gustafsson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Visual MINTEQ. , (2010).</li><li>Hallab, N., Caicedo, M., McAllister, K., Skipor, A., Amstutz, H., Jacobs, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Asymptomatic+prospective+and+retrospective+cohorts+with+metal-on-metal+hip+arthroplasty+indicate+acquired+lymphocyte+reactivity+varies+with+metal+ion+levels+on+a+group+basis.">Asymptomatic prospective and retrospective cohorts with metal-on-metal hip arthroplasty indicate acquired lymphocyte reactivity varies with metal ion levels on a group basis.</a> Journal of Orthopaedic Research. 31 (2), 173-182 (2013).</li><li>Goswami, A., Raul, P., Purkait, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arsenic+adsorption+using+copper+(II)+oxide+nanoparticles.">Arsenic adsorption using copper (II) oxide nanoparticles.</a> Chemical Engineering Research and Design. 90 (9), 1387-1396 (2011).</li><li>Pillewan, P., Mukherjee, S., Roychowdhury, T., Das, S., Bansiwal, A., Rayalu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Removal+of+As(III)+and+As(V)+from+water+by+copper+oxide+incorporated+mesoporous+alumina.">Removal of As(III) and As(V) from water by copper oxide incorporated mesoporous alumina.</a> Journal of Hazardous Materials. 186 (1), 367-375 (2011).</li><li>Kroll, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytotoxicity+screening+of+23+engineered+nanomaterials+using+a+test+matrix+of+ten+cell+lines+and+three+different+assays.">Cytotoxicity screening of 23 engineered nanomaterials using a test matrix of ten cell lines and three different assays.</a> Particle and fibre toxicology. 8 (9), 1-19 (2011).</li><li>Fahmy, B., Cormier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Copper+oxide+nanoparticles+induce+oxidative+stress+and+cytotoxicity+in+airway+epithelial+cells.">Copper oxide nanoparticles induce oxidative stress and cytotoxicity in airway epithelial cells.</a> Toxicology in vitro: an international journal published in association with BIBRA. 23 (7), 1365-1371 (2009).</li><li>Radike, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distribution+and+accumulation+of+a+mixture+of+arsenic,+cadmium,+chromium,+nickel+and+vanadium+in+mouse+small+intestin,+kidney,+pancreas,+and+femur+following+oral+administration+in+water+or+feed.">Distribution and accumulation of a mixture of arsenic, cadmium, chromium, nickel and vanadium in mouse small intestin, kidney, pancreas, and femur following oral administration in water or feed.</a> Journal of Toxicology and Environmental Health, Part A. 65 (23), 2029-2052 (2002).</li><li>Barbier, O., Jacquillet, G., Tauc, M., Cougnon, M., Poujeol, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+heavy+metals+on,+and+handling+by,+the+kidney.">Effect of heavy metals on, and handling by, the kidney.</a> Nephron. Physiology. 99 (4), 105-110 (2005).</li><li>Zheng, X., Watts, G., Vaught, S., Gandolfi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-level+arsenite+induced+gene+expression+in+HEK293+cells.">Low-level arsenite induced gene expression in HEK293 cells.</a> Toxicology. 187 (1), 39-48 (2003).</li><li>Li, Z., Piao, F., Liu, S., Wang, Y., Qu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subchronic+exposure+to+arsenic+trioxide-induced+oxidative+DNA+damage+in+kidney+tissue+of+mice.">Subchronic exposure to arsenic trioxide-induced oxidative DNA damage in kidney tissue of mice.</a> Experimental and Toxicologic Pathology. 62 (5), 543-547 (2010).</li><li>Farombi, E., Akintunde, J., Nzute, N., Adedara, I., Arojojoye, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Municipal+landfill+leachate+induces+hepatotoxicity+and+oxidative+stress+in+rats.">Municipal landfill leachate induces hepatotoxicity and oxidative stress in rats.</a> Toxicology and Industrial Health. 28 (6), 532-541 (2011).</li><li>Das, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arsenic+exposure+through+drinking+water+increases+the+risk+of+liver+and+cardiovascular+diseases+in+the+population+of+West+Bengal.">Arsenic exposure through drinking water increases the risk of liver and cardiovascular diseases in the population of West Bengal.</a> India. BMC public health. 12 (1), 639-648 (2012).</li><li>Valko, M., Morris, H., Cronin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metals,+toxicity+and+oxidative+stress.">Metals, toxicity and oxidative stress.</a> Current Medicinal Chemistry. 12 (10), 1161-1208 (2005).</li><li>Horie, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein+Adsorption+of+Ultrafine+Metal+Oxide+and+Its+Influence+on+Cytotoxicity+toward+Cultured+Cells.">Protein Adsorption of Ultrafine Metal Oxide and Its Influence on Cytotoxicity toward Cultured Cells.</a> Chemical Research in Toxicology. 22 (3), 543-553 (2009).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Frühere Studien berichteten, dass CuO-Nanopartikel entfernt Arsen aus Grundwasser 11,13,30,31. Diese Studie unterstützt diese früheren Ergebnisse und berichtet, dass CuO-Nanopartikel zu entfernen zusätzliche Verunreinigungen von PBW auch. Diese Studie bestätigt auch früheren Berichten, dass CuO-NPs sind wirksam bei der Entfernung von Arsen, trotz der Anwesenheit von anderen Verunreinigungen und mögliche Konkurrenzionen 11. Speziation Modellierung vorhergesagt, dass 97% der Vanadiumspezies in...

Etwa 20% des US-Stromversorgung durch Kernenergie und zum Teil auf der Grundlage nationaler Anreize zur Energieunabhängigkeit zu erhöhen, US nukleare Kapazität wird voraussichtlich weiter steigen 1. Weltweites Wachstum der Kernenergie auch wird sich voraussichtlich fortsetzen, wobei ein Großteil des Wachstums außerhalb der USA 2 auftritt. Ab 2013 wurde 83% der US Uran importiert, aber 952.544 Tonnen Reserven in den USA 3,4 vorhanden sind. Im Jahr 2013 gab es 7 neue Anlage-Anwendungen und 14 Neustart / Erweiterung von Anwendungen zwischen Wyoming, New Mexico, und Nebraska 5. In den USA Uran vorwiegend durch in situ-Gewinnung (ISR) verarbeitet 6 extrahiert. ISR bewirkt, dass weniger Land Unterbrechung und verhindert die Schaffung Halden, die Umweltschadstoffe 7 freigeben können. ISR verwendet wasserbasierte Oxidations Lösungen für Uran von der U-Erzkörper, wonach das Uran aus dem Sickerwasser durch extrahiert auslaugenein Ionenaustauschverfahren 8. Um eine negative Wasserbilanz in der Erzkörper zu halten, wird ein Teil des Sickerwassers, bluten genannt Produktionswasser (PBW) ist abfallend. Ein Teil der PBW wird mit Umkehrosmose (RO) und dekontaminiert in den Abbauprozess wieder eingeführt, aber PBW könnte auch von Vorteil industriellen oder landwirtschaftlichen Nutzen haben, wenn toxische Schadstoffe auf ein annehmbares Niveau von staatlichen Aufsichtsbehörden für die Oberflächen ermittelt und reduziert werden Grundwasser 9. Gegenwärtig sind die meisten ISR-Uran Einrichtungen nutzen RO, um Verunreinigungen aus PBW entfernen. Allerdings ist RO Bearbeitungsenergieintensiv und erzeugt giftige Abfälle Sole, die geregelte Entsorgung erfordert. Viele Wasserdekontaminationsverfahren existieren, einschließlich Adsorbentien, Membranen und Ionenaustausch. Von diesen ist die Adsorption der am häufigsten verwendet wird, und die jüngsten Entwicklungen in der Synthese von Nanopartikeln ist die Leistungsfähigkeit des Adsorptionsmittels basierten Wasser Dekontaminierungsverfahren 10 verbessert. Cupric oxide-Nanopartikel (CuO-NPs) hatte zuvor nicht umfassend auf Uran ISR PBW studiert, aber in den letzten Studien der Entfernung von Verunreinigungen aus dem Grundwasser, CuO-Nanopartikel wurden gefunden, um einzigartige Eigenschaften, einschließlich nicht vor oder nach der Wasserbehandlungsschritte erfordern (haben B. Einstellen des pH oder Redox-Potential) und eine gute Leistung in unterschiedlichen Wasserzusammensetzungen (beispielsweise in verschiedenen pH-Werten, Salzkonzentrationen oder konkurrierende Ionen) 11. Zusätzlich sind CuO-NPs leicht durch Auslaugen mit Natriumhydroxid (NaOH), wonach der regenerierte CuO-NPs können wiederverwendet werden regeneriert. Details der CuO-NP Spurenmetallfilterfunktionen von natürlichen Gewässern haben bisher veröffentlichten 11-14 worden. Obwohl nützlich für die Wasserbehandlung können Metalloxidnanopartikel toxisch für lebende Organismen, aber das Ausmaß der Toxizität hängt teilweise von Nanopartikel Merkmale und Bestandteile 10,15,16. Daher ist es wichtig zu untersuchen simultaneous Entfernung von Verunreinigungen und Nanopartikel-Toxizitäten vor Feldeinsatz. Die aktuelle Studie ermittelt die Fähigkeit des CuO-Nanopartikel zu Prioritäts PBW Verunreinigungen (einschließlich Arsen, Selen, Vanadium und Uran) zu entfernen, und bewertet die Wirkung von CuO-NP-Behandlung auf PBW Zytotoxizität. PBW wurde aus einer aktiven ISR Urananlage gesammelt und verwendet, um die Wirksamkeit von CuO-NP Behandlung Priorität Verunreinigungsentfernung zu bestimmen. PBW Zytotoxizität vor und nach der CuO-NP Behandlung auch beurteilt. PBW ist eine komplexe geologische (Industrie / Umwelt) des Gemischs und sowohl das National Institute of Environmental Health and Science (NIEHS) und der Agentur für Toxic Substances &amp; Disease Registry (ASTDR) werden den Schwerpunkt auf die Untersuchung der Toxizität von umweltrelevanten Gemischen, einschließlich Mischungen wie sie in der Natur oder industriellen Umgebungen, sowie die Förderung in vitro-Tests bestehen, um Chemikalien für weitere in-vivo-Tests zu priorisieren17-19. Studien zur chronischen, niedrig dosierte Mischung Engagements sind eine Herausforderung, weil chronische Exposition gegenüber einer niedrigen Dosis Mischung nicht produzieren offensichtlichen Auswirkungen, zumindest nicht in der kurzen Zeit der meisten Laborstudien. Ähnlich den meisten in-vitro-Untersuchungen von chemischen Mischungen aussetzen Zellen einer definierten Labor hergestellten Mischung aus 2 oder mehreren Metallen 20,21. Diese Studien liefern Basisinformationen, aber vereinfachte Mischung nicht den komplexen antagonistischen und synergistischen Interaktionen, die in einer nativen, Umweltprobe, in der das gesamte Spektrum der Mischungskomponenten vorliegen, die auftreten können zu replizieren. Die Ziele dieser Studie waren alternative Schmutzentfernungsverfahren für PBW zu untersuchen und die Wirkung (CuO-NP) Behandlung auf PBW Cytotoxizität an kultivierten menschlichen Zellen zu bewerten. Die Ergebnisse könnten die Uranindustrie durch die Entwicklung effizienter und umweltfreundliche Methoden zur Entfernung von Verunreinigungen zu profitieren. Diese Studie liefertder erste Beweis, dass die Reduktion der vorrangigen Schadstoffe in PBW von CuO-Nanopartikel reduziert Zytotoxizität in Säugetierzellen 22.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="892">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:243px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:315px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">CuCl2</td>
			<td style="width:243px;">Sigma</td>
			<td align="right" style="width:119px;">203149</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Borosilicate glass balls</td>
			<td style="width:243px;">VWR</td>
			<td>26396-639</td>
			<td>6 mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Nitric Acid</td>
			<td style="width:243px;">Fisher</td>
			<td>A509-P500</td>
			<td>Trace metal grade</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">0.45 mm syringe filter</td>
			<td style="width:243px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">SLHA 033S S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">10X EMEM</td>
			<td style="width:243px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">BW12-684F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Fetal Bovine Serum</td>
			<td style="width:243px;">ATCC</td>
			<td>30-2020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">L-glutamine</td>
			<td style="width:243px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">BP379-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">NaHCO3</td>
			<td style="width:243px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">S5761</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Penicillin/Streptomycin</td>
			<td style="width:243px;">ATCC</td>
			<td style="width:119px;">30-2300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">0.22 mm vacuum filter unit</td>
			<td style="width:243px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">09-740-28C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">HEK293</td>
			<td style="width:243px;">ATCC</td>
			<td style="width:119px;">CRL-1573</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">HEPG2</td>
			<td style="width:243px;">ATCC</td>
			<td style="width:119px;">HB-8065</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Trypsin</td>
			<td style="width:243px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">SV3003101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">MTT</td>
			<td style="width:243px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">M2128</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">D-penicillamine</td>
			<td style="width:243px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">ICN15180680</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">96-well plates</td>
			<td style="width:243px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">07-200-92</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">DMSO</td>
			<td style="width:243px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">D12814</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Spectra Max 190</td>
			<td style="width:243px;">Molecular Devices</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Visual MINTEQ version 3.0</td>
			<td style="width:243px;">KTH Royal Institute of Technology</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">ICP-MS&#160;</td>
			<td style="width:243px;">Agilent</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Details of instruments, models and detection limits were published in Reddy et al., 2013.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">IC DIONEX DX 500</td>
			<td style="width:243px;">Dionex</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Details of instruments, models and detection limits were published in Reddy et al., 2013.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">VWR Incubator</td>
			<td style="width:243px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

removal of trace elements by cupric oxide nanoparticles from uranium in situ recovery bleed water and its effect on cell viability

In situ-Gewinnung (ISR) ist die vorherrschende Methode der Urangewinnung in den Vereinigten Staaten. Während der ISR wird Uran aus einem Erz Körper ausgelaugt und durch Ionenaustausch extrahiert. Die sich ergebende Produktionsblutwasser (PBW) enthält Schadstoffe wie Arsen und andere Schwermetalle. Proben von PBW von einem aktiven ISR-Urananlage wurden mit Kupfer-II-Nanopartikel (CuO-NPs) behandelt. CuO-NP Behandlung PBW reduziert vorrangiger Schadstoffe einschließlich Arsen, Selen, Uran und Vanadium. Unbehandelt und CuO-NP behandelt PBW wurde als die flüssige Komponente der Zellwachstumsmedien und Änderungen der Lebensfähigkeit verwendet wurden mit dem MTT (3- (4,5-Dimethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyltetrazoliumbromid) bestimmt Assay in humanen embryonalen Nieren (HEK 293) und die menschliche Leberzellkarzinom (Hep G2-Zellen). CuO-NP-Behandlung wurde mit verbesserten HEK und HEP Lebensfähigkeit der Zellen verbunden. Beschränkungen dieses Verfahrens umfassen die Verdünnung des PBW durch Wachstumsmedienkomponenten und während osmolnalität Verstellung sowie notwendige pH-Einstellung. Dieses Verfahren wird im weiteren Kontext durch Verdünnungseffekte und Veränderungen im pH-Wert der PBW die jedoch üblicherweise leicht sauer ist begrenzt; Diese Methode könnte einen breiteren Einsatz der Beurteilung CuO-NP Behandlung in neutraler Gewässer.

PBW Komponentenkonzentrationen und pH-Wert in unbehandelten und CuO-NP behandelt PBW sind in Tabelle 1 angegeben. Martinson und Reddy (2009), berichtet, dass der Ladungsnullpunkt der CuO-NP wird bei 9,4 ± 0,4 geschätzt. Da der pH-Wert der PBW war 7,2-7,4, unter diesen Bedingungen Wasser spendet Protonen auf CuO-NPs, wodurch die Oberfläche der Nanopartikel, um positiv geladene dauern, um die Adsorption von negativ geladenen Spezies. CuO-NP Behandlung entfernt Verunreinigungen aus Priorität PBW einsch...

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Removal of Trace Elements by Cupric Oxide Nanoparticles from Uranium In Situ Recovery Bleed Water and Its Effect on Cell Viability

Production bleed water (PBW) was treated with cupric oxide nanoparticles (CuO-NPs) and cellular toxicity was assessed in cultured human cells. The goal of this protocol was to integrate the native environmental sample into a cell culture format assessing the changes in toxicity due to CuO-NP treatment.

Die Entfernung der Spurenelemente von Kupferoxid Nanopartikeln aus Uranium<em&gt; In-situ-</em&gt; Wiederherstellung Blutwasser und Auswirkungen auf die Zelllebensfähigkeit

In situ recovery (ISR) is the predominant method of uranium extraction in the United States. During ISR, uranium is leached from an ore body and extracted ...

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Research

JoVE Journal

Environment

Removal of Trace Elements by Cupric Oxide Nanoparticles from Uranium In Situ Recovery Bleed Water and Its Effect on Cell Viability

9.7K Aufrufe.  University of New Mexico. Production bleed water (PBW) was treated with cupric oxide nanoparticles (CuO-NPs) and cellular toxicity was assessed in cultured human cells. The goal of this protocol was to integrate the native environmental sample into a cell culture format assessing the changes in toxicity due to CuO-NP treatment.

Serie: Removal of Trace Elements by Cupric Oxide Nanoparticles from Uranium In Situ Recovery Bleed Water and Its Effect on Cell Viability

Laboratory Estimation of Net Trophic Transfer Efficiencies of PCB Congeners to Lake Trout (Salvelinus namaycush) from Its Prey

A technique for laboratory estimation of net trophic transfer efficiency (&#947;) of polychlorinated biphenyl (PCB) congeners to piscivorous fish from their prey is described herein. During a 135-day laboratory experiment, we fed bloater (Coregonus hoyi) that had been caught in Lake Michigan to lake trout (Salvelinus namaycush) kept in eight laboratory tanks. Bloater is a natural prey for lake trout. In four of the tanks, a relatively high flow rate was used to ensure relatively high activity by the lake trout, whereas a low flow rate was used in the other four tanks, allowing for low lake trout activity. On a tank-by-tank basis, the amount of food eaten by the lake trout on each day of the experiment was recorded. Each lake trout was weighed at the start and end of the experiment. Four to nine lake trout from each of the eight tanks were sacrificed at the start of the experiment, and all 10 lake trout remaining in each of the tanks were euthanized at the end of the experiment. We determined concentrations of 75 PCB congeners in the lake trout at the start of the experiment, in the lake trout at the end of the experiment, and in bloaters fed to the lake trout during the experiment. Based on these measurements, &#947; was calculated for each of 75 PCB congeners in each of the eight tanks. Mean &#947; was calculated for each of the 75 PCB congeners for both active and inactive lake trout. Because the experiment was replicated in eight tanks, the standard error about mean &#947; could be estimated. Results from this type of experiment are useful in risk assessment models to predict future risk to humans and wildlife eating contaminated fish under various scenarios of environmental contamination.

Laboratory Estimation of Net Trophic Transfer Efficiencies of PCB Congeners to Lake Trout Salvelinus namaycush from Its Prey

A technique for laboratory estimation of net trophic transfer efficiency of polychlorinated biphenyl (PCB) congeners to piscivorous fish from their prey is presented. To maximize applicability of the laboratory results to the field, the piscivorous fish should be fed prey fish that are typically eaten in the field.

Labor Schätzung der Netto Trophic Transfereffizienz von PCB auf Seeforelle (<em&gt; Salvelinus namaycush</em&gt;) Von seiner Beute

A technique for laboratory estimation of net trophic transfer efficiency (&#947;) of polychlorinated biphenyl (PCB) congeners to piscivorous fish from ...

Forschung

Umwelt

Laboratory-determined Phosphorus Flux from Lake Sediments as a Measure of Internal Phosphorus Loading

Eutrophication is a water quality issue in lakes worldwide, and there is a critical need to identify and control nutrient sources. Internal phosphorus (P) loading from lake sediments can account for a substantial portion of the total P load in eutrophic, and some mesotrophic, lakes. Laboratory determination of P release rates from sediment cores is one approach for determining the role of internal P loading and guiding management decisions. Two principal alternatives to experimental determination of sediment P release exist for estimating internal load: in situ measurements of changes in hypolimnetic P over time and P mass balance. The experimental approach using laboratory-based sediment incubations to quantify internal P load is a direct method, making it a valuable tool for lake management and restoration.
Laboratory incubations of sediment cores can help determine the relative importance of internal vs. external P loads, as well as be used to answer a variety of lake management and research questions. We illustrate the use of sediment core incubations to assess the effectiveness of an aluminum sulfate (alum) treatment for reducing sediment P release. Other research questions that can be investigated using this approach include the effects of sediment resuspension and bioturbation on P release.
The approach also has limitations. Assumptions must be made with respect to: extrapolating results from sediment cores to the entire lake; deciding over what time periods to measure nutrient release; and addressing possible core tube artifacts. A comprehensive dissolved oxygen monitoring strategy to assess temporal and spatial redox status in the lake provides greater confidence in annual P loads estimated from sediment core incubations.

Lake eutrophication is a water quality issue worldwide, making the need to identify and control nutrient sources critical. Laboratory determination of phosphorus release rates from sediment cores is a valuable approach for determining the role of internal phosphorus loading and guiding management decisions.

Labor-Phosphor bestimmt Flux von Seesedimenten als Maß der internen Phosphorbelastung

Eutrophication is a water quality issue in lakes worldwide, and there is a critical need to identify and control nutrient sources. Internal phosphorus (P) ...

EPA Method 1615. Measurement of Enterovirus and Norovirus Occurrence in Water by Culture and RT-qPCR. I. Collection of Virus Samples

EPA Method 1615 was developed with a goal of providing a standard method for measuring enteroviruses and noroviruses in environmental and drinking waters. The standardized sampling component of the method concentrates viruses that may be present in water by passage of a minimum specified volume of water through an electropositive cartridge filter. The minimum specified volumes for surface and finished/ground water are 300 L and 1,500 L, respectively. A major method limitation is the tendency for the filters to clog before meeting the sample volume requirement. Studies using two different, but equivalent, cartridge filter options showed that filter clogging was a problem with 10% of the samples with one of the filter types compared to 6% with the other filter type. Clogging tends to increase with turbidity, but cannot be predicted based on turbidity measurements only. From a cost standpoint one of the filter options is preferable over the other, but the water quality and experience with the water system to be sampled should be taken into consideration in making filter selections.

EPA Method 1615 uses an electropositive filter to concentrate enteroviruses and noroviruses in environmental and drinking waters. This manuscript describes the procedure for collecting samples for Method 1615 analyses.

EPA-Methode 1615 Messung der Enterovirus und Norovirus Vorkommen in Wasser von Kultur und RT-qPCR. I. Sammlung von Virenproben

EPA Method 1615 was developed with a goal of providing a standard method for measuring enteroviruses and noroviruses in environmental and drinking waters. ...

EPA Method 1615. Measurement of Enterovirus and Norovirus Occurrence in Water by Culture and RT-qPCR. Part III. Virus Detection by RT-qPCR

EPA Method 1615 measures enteroviruses and noroviruses present in environmental and drinking waters. This method was developed with the goal of having a standardized method for use in multiple analytical laboratories during monitoring period 3 of the Unregulated Contaminant Monitoring Rule. Herein we present the protocol for extraction of viral ribonucleic acid (RNA) from water sample concentrates and for quantitatively measuring enterovirus and norovirus concentrations using reverse transcription-quantitative PCR (RT-qPCR). Virus concentrations for the molecular assay are calculated in terms of genomic copies of viral RNA per liter based upon a standard curve. The method uses a number of quality controls to increase data quality and to reduce interlaboratory and intralaboratory variation. The method has been evaluated by examining virus recovery from ground and reagent grade waters seeded with poliovirus type 3 and murine norovirus as a surrogate for human noroviruses. Mean poliovirus recoveries were 20% in groundwaters and 44% in reagent grade water. Mean murine norovirus recoveries with the RT-qPCR assay were 30% in groundwaters and 4% in reagent grade water.

Here we present a procedure to quantify enterovirus and norovirus in environmental and drinking waters using reverse transcription-quantitative PCR. Mean virus recovery from groundwater with this standardized procedure from EPA Method 1615 was 20% for poliovirus and 30% for murine norovirus.

EPA-Methode 1615 Messung der Enterovirus und Norovirus Vorkommen in Wasser, Kultur und RT-qPCR. Teil III. Virenerkennung durch RT-qPCR

EPA Method 1615 measures enteroviruses and noroviruses present in environmental and drinking waters. This method was developed with the goal of having a ...

A CO2 Concentration Gradient Facility for Testing CO2 Enrichment and Soil Effects on Grassland Ecosystem Function

Continuing increases in atmospheric carbon dioxide concentrations (CA) mandate techniques for examining impacts on terrestrial ecosystems. Most experiments examine only two or a few levels of CA concentration and a single soil type, but if CA can be varied as a gradient from subambient to superambient concentrations on multiple soils, we can discern whether past ecosystem responses may continue linearly in the future and whether responses may vary across the landscape. The Lysimeter Carbon Dioxide Gradient Facility applies a 250 to 500 &#181;l L-1 CA gradient to Blackland prairie plant communities established on lysimeters containing clay, silty clay, and sandy soils. The gradient is created as photosynthesis by vegetation enclosed in in temperature-controlled chambers progressively depletes carbon dioxide from air flowing directionally through the chambers. Maintaining proper air flow rate, adequate photosynthetic capacity, and temperature control are critical to overcome the main limitations of the system, which are declining photosynthetic rates and increased water stress during summer. The facility is an economical alternative to other techniques of CA enrichment, successfully discerns the shape of ecosystem responses to subambient to superambient CA enrichment, and can be adapted to test for interactions of carbon dioxide with other greenhouse gases such as methane or ozone.

A CO2 Concentration Gradient Facility for Testing CO2 Enrichment and Soil Effects on Grassland Ecosystem Function

The Lysimeter Carbon Dioxide Gradient Facility creates a 250 to 500 &#181;l L-1 linear carbon dioxide gradient in temperature-controlled chambers housing grassland plant communities on clay, silty clay, and sandy soil monoliths. The facility is used to determine how past and future carbon dioxide levels affect grassland carbon cycling.

Ein CO<sub&gt; 2</sub&gt; Konzentration Gradient Facility for Testing CO<sub&gt; 2</sub&gt; Enrichment und Boden Auswirkungen auf Grünland-Ökosystemen Funktion

Continuing increases in atmospheric carbon dioxide concentrations (CA) mandate techniques for examining impacts on terrestrial ecosystems. Most ...

Determination of Inorganic Arsenic in a Wide Range of Food Matrices using Hydride Generation - Atomic Absorption Spectrometry.

The European Food Safety Authority (EFSA) underlined in its Scientific Opinion on Arsenic in Food that in order to support a sound exposure assessment to inorganic arsenic through diet, information about distribution of arsenic species in various food types must be generated. A method, previously validated in a collaborative trial, has been applied to determine inorganic arsenic in a wide variety of food matrices, covering grains, mushrooms and food of marine origin (31 samples in total). The method is based on detection by flow injection-hydride generation-atomic absorption spectrometry of the iAs selectively extracted into chloroform after digestion of the proteins with concentrated HCl. The method is characterized by a limit of quantification of 10 &#181;g/kg dry weight, which allowed quantification of inorganic arsenic in a large amount of food matrices. Information is provided about performance scores given to results obtained with this method and which were reported by different laboratories in several proficiency tests. The percentage of satisfactory results obtained with the discussed method is higher than that of the results obtained with other analytical approaches.

The usefulness of an analytical method to determine inorganic arsenic in a wide range of food matrices is demonstrated. The method consists of selective extraction of inorganic arsenic into chloroform with a final determination by hydride generation-atomic absorption spectrometry.

Bestimmung von anorganischem Arsen in einer breiten Palette Essen Matrizen mit Metallhydrid-Generation - Atomic Absorption Spectrometry.

The European Food Safety Authority (EFSA) underlined in its Scientific Opinion on Arsenic in Food that in order to support a sound exposure assessment to ...

Experimental Column Setup for Studying Anaerobic Biogeochemical Interactions Between Iron (Oxy)Hydroxides, Trace Elements, and Bacteria

Fate and speciation of trace elements (TEs), such as arsenic (As) and mercury (Hg), in aquifers are closely related to physio-chemical conditions, such as redox potential (Eh) and pH, but also to microbial activities that can play a direct or indirect role on speciation and/or mobility. Indeed, some bacteria can directly oxidize As(III) to As(V) or reduce As(V) to As(III). Likewise, bacteria are strongly involved in Hg cycling, either through its methylation, forming the neurotoxin monomethyl mercury, or through its reduction to elemental Hg&#176;. The fates of both As and Hg are also strongly linked to soil or aquifer composition; indeed, As and Hg can bind to organic compounds or (oxy)hydroxides, which will influence their mobility. In turn, bacterial activities such as iron (oxy)hydroxide reduction or organic matter mineralization can indirectly influence As and Hg sequestration. The presence of sulfate/sulfide can also strongly impact these particular elements through the formation of complexes such as thio-arsenates with As or metacinnabar with Hg.
Consequently, many important questions have been raised on the fate and speciation of As and Hg in the environment and how to limit their toxicity. However, due to their reactivity towards aquifer components, it is difficult to clearly dissociate the biogeochemical processes that occur and their different impacts on the fate of these TE.
To do so, we developed an original, experimental, column setup that mimics an aquifer with As- or Hg-iron-oxide rich areas versus iron depleted areas, enabling a better understanding of TE biogeochemistry in anoxic conditions. The following protocol gives step by step instructions for the column set-up either for As or Hg, as well as an example with As under iron and sulfate reducing conditions.

Experimental Column Setup for Studying Anaerobic Biogeochemical Interactions Between Iron OxyHydroxides, Trace Elements, and Bacteria

Fate and speciation of arsenic and mercury in aquifers are closely related to physio-chemical conditions and microbial activity. Here, we present an original experimental column setup that mimics an aquifer and enables a better understanding of trace element biogeochemistry in anoxic conditions. Two examples are presented, combining geochemical and microbiological approaches.

Experimentelle Spalte Setup für das Studium der anaerober biogeochemischer Interaktionen zwischen Eisen (Oxy) Hydroxide, Spurenelemente und Bakterien

Fate and speciation of trace elements (TEs), such as arsenic (As) and mercury (Hg), in aquifers are closely related to physio-chemical conditions, such as ...

Assessment of Methane and Nitrous Oxide Fluxes from Paddy Field by Means of Static Closed Chambers Maintaining Plants Within Headspace

This protocol describes the measurement of greenhouse gas (GHG) emissions from paddy soils using the static closed chamber technique. This method is based on the diffusion theory. A known volume of air overlaying a defined soil area is enclosed within a parallelepiped cover (named &#34;chamber&#34;), for a defined period of time. During this enclosure period, gases (methane (CH4) and nitrous oxide (N2O)) move from soil pore air near their microbial source (i.e., methanogens, nitrifiers, denitrifiers) to the chamber headspace, following a natural concentration gradient. Fluxes are then estimated from chamber headspace concentration variations sampled at regular intervals throughout the enclosure and then analyzed with gas chromatography. Among the techniques available for GHG measurement, the static closed chamber method is suitable for plot experiments, as it does not require large homogenously treated soil areas. Furthermore, it is manageable with limited resources and can identify relationships among ecosystem properties, processes, and fluxes, especially when combined with GHG driving force measurements. Nevertheless, with respect to the micrometeorological method, it causes a minimal but still unavoidable soil disturbance, and allows a minor temporal resolution. Several phases are key to the method implementation: i) chamber design and deployment, ii) sample handling and analyses, and iii) flux estimation. Technique implementation success in paddy fields demands adjustments for field flooding during much of the cropping cycle, and for rice plant maintenance within the chamber headspace during measurements. Therefore, the additional elements to be considered with respect to the usual application of non-flooded agricultural soils consist of devices for: i) avoiding any unintended water disturbance that could overestimate fluxes, and ii) including rice plants within the chamber headspace to fully consider gases emitted through aerenchyma transportation.

The overall goal of this protocol is to measure greenhouse gas emissions from paddy fields using the static closed chamber technique. The measurement system needs specific adjustments due to the presence of both a permanent water layer in the field and of the plants within the chamber headspace.

Bewertung von Methan und Lachgas Wärmeflüsse vom Reisfeld mittels statischer geschlossen Kammern, die Pflege der Pflanzen im Gasraum

This protocol describes the measurement of greenhouse gas (GHG) emissions from paddy soils using the static closed chamber technique. This method is based ...

Bioindication Testing of Stream Environment Suitability for Young Freshwater Pearl Mussels Using In Situ Exposure Methods

Knowledge of habitat suitability for freshwater mussels is an important step in the conservation of this endangered species group. We describe a protocol for performing in situ juvenile exposure tests within oligotrophic river catchments over one-month and three-month periods. Two methods (in both modifications) are presented to evaluate the juvenile growth and survival rate. The methods and modifications differ in value for the locality bioindication and each has its benefits as well as limitations. The sandy cage method works with a large set of individuals, but only some of the individuals are measured and the results are evaluated in bulk. In the mesh cage method, the individuals are kept and measured separately, but a low individual number is evaluated. The open water exposure modification is relatively easy to apply; it shows the juvenile growth potential of sites and can also be effective for water toxicity testing. The within-bed exposure modification needs a high workload but is closer to the conditions of a natural juvenile environment and it is better for reporting the real suitability of localities. On the other hand, more replications are needed in this modification due to its high-hyporheic environment variability.

Bioindication Testing of Stream Environment Suitability for Young Freshwater Pearl Mussels Using In Situ Exposure Methods

In situ bioindications enable determination of the suitability of an environment for endangered mussel species. We describe two methods based on the juvenile exposure of freshwater pearl mussels in cages to oligotrophic river habitats. Both methods are implemented in variants for open water and hyporheic water environments.

Bioindikation Prüfung von Stream Umwelt Eignung für junge Süßwasser Perle Miesmuscheln mit In Situ Belichtungsmethoden

Knowledge of habitat suitability for freshwater mussels is an important step in the conservation of this endangered species group. We describe a protocol ...

Assessing the Particulate Matter Removal Abilities of Tree Leaves

Based on the conventional cleaning methods (water cleaning (WC) + brush cleaning (BC)), this study evaluated the influence of ultrasonic cleaning (UC) on collecting various sized particulate matter (PM) retained on leaf surfaces. We further characterized the retention efficiency of leaves to various sized PM, which will help to assess the abilities of urban trees to remove PM from ambient air quantitatively. 
Taking three broadleaf tree species (Ginkgo biloba, Sophora japonica, and Salix babylonica) and two needleleaf tree species (Pinus tabuliformis and Sabina chinensis) as the research objects, leaf samples were collected 4 days (short PM retention period) and 14 days (long PM retention period) after the latest rainfall. PM retained on the leaf surfaces was collected by means of WC, BC, and UC in sequence. Then, retention efficiencies of leaves (AEleaf) to three types of the various sized PM, including easily removable PM (ERP), difficult-to-remove PM (DRP), and totally removable PM (TRP), were calculated. Only around 23%-45% of the total PM retained on leaves could be cleaned off and collected by WC. When the leaves were cleaned through WC+BC, the underestimation of the PM retention capacity of different tree species was in the range of 29%-46% for various sized PM. Almost all PM retained on leaves could be removed if UC was supplemented to WC+BC. 
In conclusion, if the UC was complemented after the conventional cleaning methods, more PM on leaf surfaces could be eluted and collected. The procedure developed in this study can be used for assessing the PM removal abilities of different tree species.

The ultrasonic cleaning method was applied to elute the particulate matter (PM) retained on leaf surfaces after PM was eluted by the conventional cleaning methods (water cleaning only or water cleaning plus brush cleaning). The methodology can help to improve the estimation accuracy for PM retention capacity of leaves.

Beurteilung der Feinstaub entfernen Fähigkeiten des Baumes Blätter

Based on the conventional cleaning methods (water cleaning (WC) + brush cleaning (BC)), this study evaluated the influence of ultrasonic cleaning (UC) on ...