학술논문

Microbiology of barrier component analogues of a deep geological repository.
Document Type
Article
Source
Canadian Journal of Microbiology. 2022, Vol. 68 Issue 2, p73-90. 18p.
Subject
*GEOLOGICAL repositories
*CRYSTALLINE rocks
*SULFATE-reducing bacteria
*MICROBIOLOGY
*BENTONITE
*ANAEROBIC microorganisms
Language
ISSN
0008-4166
Abstract
Le Canada met actuellement en œuvre un processus de sélection de sites afin d'identifier l'emplacement d'un dépôt géologique en profondeur (DGP) pour le stockage à long terme du combustible nucléaire irradié du Canada, dans lequel les grappes de combustible nucléaire irradié seront scellés à l'intérieur de conteneurs en acier au carbone recouverts de cuivre, enfermés dans des boîtes tampons en argile de bentonite hautement compactée et scellées profondément sous terre dans une géosphère stable. Puisqu'un DGP doit rester fonctionnel pendant un million d'années, il est important d'examiner les anciens systèmes naturels qui servent comme analogues aux composants prévus du DGP. Plus précisément, l'étude de la microbiologie des analogues naturels des composants d'un DGP est importante pour comprendre les types de microorganismes qui peuvent se développer et influencer la stabilité à long terme d'un DGP. Cette étude a exploré l'abondance, la viabilité et la composition des microorganismes dans plusieurs analogues naturels anciens en utilisant une combinaison d'approches de culture et d'approches indépendantes de la culture. Les échantillons proviennent du dépôt de bentonite de Tsukinuno (Japon), qui s'est formé il y a environ 10 millions d'années, de la formation des argiles à Opalinus (Suisse), qui s'est formée il y a environ 174 millions d'années, et de la roche cristalline du Bouclier canadien du nord de l'Ontario, qui s'est formée il y a environ 2,7 milliards d'années. L'analyse des amplicons du gène de l'ARNr 16S a révélé que trois des dix échantillons de bentonite de Tsukinuno analysés étaient dominés par des hétérotrophes aérobies putatifs et des bactéries fermentantes du phylum Actinobacteria, tandis que cinq des échantillons de bentonite de Tsukinuno étaient dominés par des séquences associées à des chimiolithoautotrophes acidophiles putatifs capables de réduire le soufre. Les autres échantillons de bentonite de Tsukinuno, la roche du nord de l'Ontario, et les échantillons d'argile à Opalinus ont généré des profils génétiques d'ARNr 16S incohérents et ont été associés principalement à des séquences de contaminants, ce qui suggère que les profils microbiens détectés n'étaient pas spécifiques à l'échantillon, mais qu'ils étaient faux. L'abondance des hétérotrophes aérobies cultivables était relativement faible pour tous les échantillons de bentonite de Tsukinuno et les hétérotrophes anaérobies cultivables n'ont été détectés que dans la moitié des échantillons de Tsukinuno. Les bactéries sulfato-réductrices (BSR) n'ont été détectées par culture que dans un seul échantillon de Tsukinuno. Les profils génétiques de l'ARNr 16S spécifiques à la culture des échantillons d'argile de Tsukinuno ont démontré la présence des phylums Bacteroidetes , Proteobacteria , Actinobacteria , et Firmicutes parmi les cultures hétérotrophes aérobies et d'autres bactéries des phylums Actinobacteria et Firmicutes dans les incubations de plaques hétérotrophes anaérobies. Une seule séquence d'acide nucléique détectée dans une culture était également associée au profil de l'échantillon d'argile correspondant, ce qui suggère que les acides nucléiques des bactéries cultivables étaient relativement rares dans les échantillons d'argile. Le séquençage de l'ADN extrait de la culture BSR a révélé que le taxon présent dans la culture était affilié au genre Desulfosporosinus , qui a été trouvé dans des analyses d'argile de bentonite connexes. Bien que les échantillons de roche cristalline et d'argile à Opalinus aient été associés à des profils génétiques d'ARNr 16S incohérents et probablement erronés, nous présentons des indications de la présence de microorganismes viables et détectables dans plusieurs échantillons de bentonite analogue naturelle de Tsukinuno. [Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR]