Jedan od najvećih svjetskih rudnika urana, pogon Wismut GmbH Schlema-Alberoda u tadašnjoj sovjetskoj Istočnoj Njemačkoj, ostavio je iza sebe ozbiljno radioaktivno nasljeđe.
No unutar onečišćene vode koja je od tada ispunila rudnik, evolucija možda već priprema rješenje.
Rudarsko je nalazište zatvoreno 1990. godine, nakon ujedinjenja Njemačke, a od tada je predmet skupih i dugotrajnih sanacijskih radova.
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 vrlo radioaktivan te da izloženost njemu – primjerice pijenjem onečišćene 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 u određenim uvjetima mogu stabilizirati uran, piše Science Alert.
Istraživanje su vodili mikrobiolozi i ekolozi resursa s Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) u Njemačkoj i Sveučilišta u Granadi u Španjolskoj, a rezultati su objavljeni u časopisu Nature Communications.
"Naša su istraživanja već pokazala da bakterije mogu koristiti uran otopljen u vodi za svoj metabolizam ako imaju pristup glicerolu kao izvoru hrane", objašnjava mikrobiologinja Evelyn Krawczyk-Bärsch iz HZDR-a.
"Po prvi put smo pokazali da bakterije, opskrbljene glicerolom kao izvorom ugljika, mogu pretvoriti otrovni uran otopljen u vodi u stabilan kemijski spoj."
Uranij pretvaraju u stabilniji oblik
Krawczyk-Bärsch i njezin tim započeli su pokuse s uzorcima vode prikupljenima na ulazu u postrojenje za obradu vode rudnika Wismut GmbH Schlema-Alberoda.
"Željeli smo stvoriti prirodne uvjete za bakterijsku zajednicu koja već postoji u vodi u rudniku jer na dubini od približno 2000 metara obično ima malo ili nimalo kisika", kaže HZDR-ov mikrobiolog Antonio Newman-Portela kaže.
Kada su bakterije uzgajali uz dodatak glicerola, otkrili su da pretvaraju uranij u peterovalentni oblik.
Kada je uran u takvom obliku ima neuobičajeno oksidacijsko stanje +5, što mijenja način na koji se veže s drugim elementima i olakšava njegovo „zaključavanje” unutar stabilnih minerala.
"Uran se obično pojavljuje s valencijom 4 ili 6. Peterovalentni uran doista postoji, ali je rijedak ili samo prolazan. Do sada je bio viđen u nestabilnom oksidacijskom stanju", objašnjava Antonio Newman-Portela.
U prisutnosti bakterija, taj se oblik uranija zatim spaja sa željezom i kisikom te tvori 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 u uzorcima je ostalo samo oko pet posto urana koji je prvotno bio otopljen u vodi", kaže Newman-Portela.
Bakterije nisu samo ugradile uran u svoje stanične stijenke, nego je neobično velik udio tog urana bio 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 SAD-u, Indiji, Kanadi, Francuskoj, Južnoj Africi 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.
Tijekom posljednja tri desetljeća bioremedijacija se istražuje kao isplativa alternativa fizikalno-kemijskom pročišćavanju vode, pišu 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.
Foto: Pixabay/ Ilustracija
