Ovo otkriće moglo bi zauvek da promeni borbu protiv radioaktivnog zagađenja: Neočekivani saveznik

Međutim, u kontaminiranoj vodi koja je nakon zatvaranja poplavila rudnik, evolucija je možda već pronašla neočekivano rešenje.

Rudnik je zatvoren 1990. godine, nakon ponovnog ujedinjenja Nemačke, a od tada se sprovode skupi i dugotrajni procesi sanacije zagađenja.

Po zatvaranju, podzemni hodnici ispunjeni su vodom, koja i danas mora neprekidno da se prečišćava.

Poznato je da je uranijum izrazito radioaktivan i da izloženost njemu – na primer putem kontaminirane vode za piće – može izazvati ozbiljna oštećenja kod ljudi i drugih živih bića.

Ipak, pojedini organizmi ne samo da opstaju u takvim uslovima, već u njima uspešno žive. U vodi prepunoj uranijuma razvila se čitava zajednica mikroorganizama.

Naučnici su sada otkrili da upravo ti mikrobi, pod određenim uslovima, mogu da stabilizuju uranijum i tako smanje njegovu pokretljivost u životnoj sredini.

Istraživanje su sproveli mikrobiolozi i stručnjaci za ekologiju prirodnih resursa iz nemačkog Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) i Univerziteta u Granadi u Španiji, a rezultati su objavljeni u uglednom naučnom časopisu "Nature Communications".

Shutterstock/sruilk

"Naša prethodna istraživanja pokazala su da bakterije mogu da koriste uranijum rastvoren u vodi kao deo svog metabolizma, ukoliko imaju pristup glicerolu kao izvoru hrane. Sada smo prvi put pokazali da bakterije, kada koriste glicerol kao izvor ugljenika, mogu da pretvore toksični uranijum rastvoren u vodi u stabilno hemijsko jedinjenje", objašnjava mikrobiolog Evelin Kravču-Barš iz HZDR-a.

Tim je započeo eksperimente uzorcima vode prikupljenim na ulazu u postrojenje za prečišćavanje vode rudnika Wismut GmbH Schlema-Alberoda.

"Želeli smo da što vernije reprodukujemo prirodne uslove u kojima žive bakterije iz rudničke vode, jer na dubini od oko 2.000 metara obično ima veoma malo ili nimalo kiseonika", kaže mikrobiolog Antonio Njuman-Portela iz HZDR-a.

"Zaključan" uranijum

Kada su bakterije inkubirane uz dodatak glicerola, naučnici su uočili da one pretvaraju uranijum u njegov petovalentni oblik, odnosno oksidaciono stanje +5.

Ovaj oblik uranijuma izuzetno je redak i menja način na koji se atom vezuje za druge elemente, omogućavajući mu da bude "zaključan" u stabilnim mineralnim jedinjenjima.

U prisustvu bakterija, petovalentni uranijum zatim reaguje sa gvožđem i kiseonikom, stvarajući jedinjenje FeU(V)O₄ – hemijsko jedinjenje koje je nauci bilo poznato, ali još uvek nema uobičajeni naziv.

Ono što naučnici do sada nisu znali jeste da se ovo jedinjenje može prirodno formirati, niti da bakterije imaju ključnu ulogu u njegovom nastanku.

"Posle 130 dana, u uzorcima je ostalo rastvoreno svega oko pet procenata prvobitne količine uranijuma", kaže Njuman-Portela-

Bakterije nisu samo vezale uranijum za svoje ćelijske zidove, već je veliki deo tog uranijuma bio upravo u retkom petovalentnom obliku. To je omogućilo lakše stvaranje jedinjenja FeU(V)O₄, naročito nakon sušenja uzoraka i njihovog izlaganja kiseoniku.

Radioaktivno zagađenje uranijumom predstavlja problem širom sveta.

U Sjedinjenim Američkim Državama, Indiji, Kanadi, Francuskoj, Južnoafričkoj Republici i Australiji zabeleženi su slučajevi u kojima su površinske i podzemne vode sadržale više od preporučene granice od 0,03 miligrama uranijuma po litru vode.

Da li bi upravo bakterije mogle postati deo rešenja?

"Tokom poslednje tri decenije bioremedijacija se intenzivno istražuje kao isplativija alternativa klasičnim fizičko-hemijskim metodama prečišćavanja vode. Terenska istraživanja pokazala su da biološke metode mogu značajno da smanje koncentraciju uranijuma, pri čemu se izbegava stvaranje sekundarnog toksičnog mulja", navode autori rada.

Moguće je da će upravo ove bakterije jednog dana postati važni saveznici u uklanjanju radioaktivnog zagađenja, ne samo u Nemačkoj već i u drugim delovima sveta.

"Iako su naši rezultati dobijeni u specifičnim geohemijskim uslovima jednog rudnika, otkriveni procesi mogli bi da budu primenljivi i na mnoge druge vrste kontaminiranih voda", zaključuju autori.

Ipak, kako ističe Kravču-Barš, potrebno je sprovesti dodatna istraživanja kako bi se utvrdilo u kojoj meri bakterije mogu da se koriste za bezbednu i efikasnu sanaciju područja zagađenih uranijumom.