Uran jest niebezpieczną substancją. Podejdź zbyt blisko, wypij skażoną wodę lub po prostu wdychaj pył uranowy, a znajdziesz się w niebezpieczeństwie. Kopalnia Wismut we wschodnich Niemczech zna to z pierwszej ręki.
Była to jedna z największych operacji wydobycia uranu na świecie. Po zjednoczeniu Niemiec w 1990 r. kopalnię zamknięto, pozostawiając po sobie toksyczny bałagan.
Woda zalała puste szyby kopalni. Przez dziesięciolecia naukowcy próbowali to oczyścić. To jest drogie. To jest powolne. To wyczerpujące.
Ale natura ma swoje własne plany.
Wody kopalniane tętnią życiem. W tej radioaktywnej „zupie” doskonale rozwijają się mikroskopijne mikroorganizmy. Okazuje się, że nie przejmują się promieniowaniem. Co więcej, wydaje się, że pracują w godzinach nadliczbowych, aby zmniejszyć poziom zagrożenia.
Naukowcy z Niemiec i Hiszpanii postanowili przyjrzeć się bliżej temu procesowi.
Chcieli zrozumieć, czy te bakterie przynoszą jakiekolwiek korzyści. Odkryli jednak nie tylko strategie przetrwania, ale faktyczny mechanizm czyszczący.
Uran pięciowartościowy
Zespół pobrał próbki wody z oczyszczalni ścieków i umieścił je w warunkach laboratoryjnych symulujących ciemne, ubogie w tlen głębiny kopalni.
Na tym polegał eksperyment: bakterie „karmiono” gliceryną.
Po otrzymaniu tego źródła węgla bakterie zaczęły przetwarzać rozpuszczony uran. Zazwyczaj uran ma wartościowość 4 lub 6, a uran pięciowartościowy ma ładunek +5. Ten stan pośredni jest niezwykły. Nietrwały. Rzadko.
„Uran zwykle występuje w wartościowości 4 lub 6… Uran pięciowartościowy… zaobserwowano w niestabilnym stanie utlenionym” – zauważa Antonio Newman-Portela z Instytutu Materiałów Promieniujących (HZDR).
Ale te mikroby zmieniły sytuację.
Bakterie siłą przeniosły uran do stanu +5. Następnie połączyli go z żelazem i tlenem. W rezultacie powstał minerał FeU(V)O₄. Naukowcy wiedzieli o tym związku, ale nigdy nie widzieli, jak naturalnie tworzy się w ten sposób. Uznano, że jest zbyt niestabilny.
Wyniki były imponujące.
Po 130 dniach w roztworze pozostało tylko około 5% uranu. Co się stało z resztą? Został utrwalony w solidnych strukturach mineralnych. Bakterie albo otoczyły go ścianami komórkowymi, albo pozwoliły mu krystalizować w kontakcie z powietrzem.
Roztwór biologiczny
Usuwanie odpadów radioaktywnych jest problemem globalnym. Wody gruntowe w USA, Kanadzie, Australii i innych krajach często przekraczają normy zawartości bezpiecznego uranu. Nowoczesne metody czyszczenia powodują powstawanie ogromnych ilości toksycznych osadów i kosztują fortunę.
Bioremediacja oferuje inne podejście.
Pozwala uniknąć wytwarzania odpadów wtórnych, wykorzystując systemy żywe do wykonywania głównej pracy. Nowe badania pokazują, że bakterie nie tylko tolerują zanieczyszczenia, ale je neutralizują.
Czy te mikroby mogą stać się naszymi sojusznikami?
Może. Autorzy badania zauważają, że ten konkretny scenariusz rozwinął się w określonych warunkach geochemicznych. Wydaje się jednak, że zasadę tę można przenieść na inne przypadki. Jeśli uda nam się nakarmić odpowiednie rodzaje bakterii innymi skażonymi obszarami, wyniki mogą być podobne.
„Nadal musimy się wiele nauczyć” – mówi Evelyn Krauchik-Byarshed. „Praca remediacyjna sama w sobie nie jest trudna, ale nie mamy jeszcze pełnej mapy procesów”.
Niemniej jednak pomysł ten jest obiecujący.
Wydaliśmy miliardy na wydobycie uranu. Teraz pozostawiamy to drobnoustrojom, aby „przywróciły” go do bezpiecznej formy. To brzmi dziwnie. Nawet trochę chaotycznie.
Być może jednak po stuleciu niepokoju nuklearnego to w chaosie musimy szukać następnego rozwiązania.
Bakterie nie przejmują się naszą polityką ani naszymi obawami. Po prostu absorbują glicerol i izolują uran.
I na to chyba powinniśmy zwrócić uwagę.
