Čudo u sovjetskom rudniku: Otkrivene bakterije koje "jedu" uranij

No u kontaminiranoj vodi koja je nakon zatvaranja preplavila rudnik evolucija je možda već pronašla rješenje.

Rudnik je zatvoren 1990. godine, nakon ujedinjenja Njemačke, a od tada se na tom području provode skupi i dugotrajni radovi sanacije.

Nakon zatvaranja podzemni je rudnik poplavljen, zbog čega je voda i danas pod stalnim nadzorom i mora se kontinuirano pročišćavati.

Poznato je da je sirovi uran izrazito radioaktivan te da izloženost, primjerice pijenjem kontaminirane vode, može ozbiljno naštetiti ljudima i drugim živim organizmima.

Ipak, neki organizmi upravo u takvim uvjetima uspijevaju preživjeti. U vodi bogatoj uranom razvijen je čitav ekosustav mikroorganizama.

Bakterije mogu stabilizirati uranij?!

Kako su znanstvenici nedavno otkrili, ti mikrobi pod određenim uvjetima mogu stabilizirati uran.

Istraživanje su proveli mikrobiolozi i ekolozi sa Sveučilišta Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) u Njemačkoj i Sveučilišta u Granadi u Španjolskoj, a rezultati su objavljeni u časopisu Nature Communications.

"Naša prethodna istraživanja pokazala su da bakterije mogu koristiti uran otopljen u vodi za svoj metabolizam ako imaju pristup glicerolu kao izvoru hrane", objasnila je mikrobiologinja Evelyn Krawczyk-Bärsch iz HZDR-a.

"Po prvi put smo pokazali da bakterije, kada im se glicerol osigura kao izvor ugljika, mogu pretvoriti otrovni uran otopljen u vodi u stabilan kemijski spoj."

Uranij pretvaraju u stabilniji oblik

Tim je istraživanje započeo uzorcima vode prikupljenima na ulazu u postrojenje za pročišćavanje rudnika Wismut, piše Science Alert.

"Željeli smo što vjernije oponašati prirodne uvjete u kojima žive bakterije iz rudničke vode jer na dubini od oko 2.000 metara obično nema ili gotovo nema kisika", rekao je mikrobiolog Antonio Newman-Portela.

Kada su bakterije uzgajali uz dodatak glicerola, otkrili su da pretvaraju uranij u peterovalentni oblik.

Takav oblik urana ima oksidacijsko stanje +5, što mijenja način na koji se veže s drugim elementima i omogućuje njegovo "zaključavanje" unutar stabilnih minerala.

"Uranij se najčešće pojavljuje u valencijama 4 ili 6. Peterovalentni uranij postoji, ali je vrlo rijedak ili samo privremen. Dosad je opažen samo u nestabilnom oksidacijskom stanju", pojasnio je Newman-Portela.

U prisutnosti bakterija taj se oblik uranija zatim povezuje sa željezom i kisikom te nastaje spoj FeU(V)O4, za koji su znanstvenici već znali, ali nisu znali da može nastati prirodnim putem niti da u tome sudjeluju bakterije.

Nakon 130 dana gotovo sav uran nestao iz vode

Nakon 130 dana pokusa u uzorcima je ostalo tek oko pet posto uranija koji je prvotno bio otopljen u vodi.

Bakterije nisu samo ugradile uranij u svoje stanične stijenke, nego je velik dio tog uranija bio upravo u peterovalentnom obliku, što je pogodovalo stvaranju stabilnog spoja FeU(V)O4, osobito nakon sušenja uzoraka i izlaganja kisiku.

Moglo bi pomoći u sanaciji radioaktivnog otpada

Radioaktivno onečišćenje uranom globalni je problem.

U Sjedinjenim Državama, Indiji, Kanadi, Francuskoj, Južnoafričkoj Republici i Australiji koncentracije urana u površinskim i podzemnim vodama povremeno su premašivale preporučenu granicu od 0,03 miligrama po litri.

Znanstvenici zato smatraju da bi bakterije mogle postati važan saveznik u sanaciji takvog onečišćenja.

"Posljednjih tridesetak godina bioremedijacija se istražuje kao isplativa alternativa fizikalno-kemijskim metodama pročišćavanja vode", navode autori rada.

Terenska istraživanja pokazala su da biološke metode mogu značajno smanjiti količinu urana bez stvaranja dodatnog radioaktivnog otpada.

Zbog toga bi ove bakterije u budućnosti mogle pomoći u čišćenju nuklearnog onečišćenja ne samo u Njemačkoj nego i diljem svijeta.

Ipak, Krawczyk-Bärsch upozorava da su potrebna dodatna istraživanja.

"Još moramo utvrditi u kojoj mjeri bakterije doista mogu pomoći da se uranij učini bezopasnim za potrebe sanacije okoliša", zaključila je.