Уранът във водата – тих проблем, неочакван solution

Невидимите работници

Представи си следното: дълбоко под земята, в стари уранови мини, някъде в мрака се крият същества, за които вероятно никога не си се замислял. Микроби. Бактерии. И те вършат нещо, което учените смятаха за невъзможно.

Нека обаче първо започнем от проблема.

Какво представлява урановото замърсяване?

Уранът си седи спокойно в минералите на почвата. Там си е на мястото, заключен и безобиден. Но човешката дейност – копаене, добив – или природни процеси могат да го освободят. Той сменя формата си и се разтваря във вода.

И тогава започва да се движи. През реки. През подземни води. Накрая стига до питейни източници.

Лошо, нали? Защото уранът не е безобиден. Дълготрайната експозиция уврежда бъбреците и повишава риска от рак. Не, не ставаш зелен и не светиш в тъмното. Просто се разболяваш бавно.

Затова учените са сериозно притеснени, когато уранът започне да пътува през околната среда.

Революцията

Екип от германски изследователи (Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, съвместно с колеги от Wismut GmbH и Университета в Гранада) направи нещо интересно.

Тези учени установиха, че бактериите, които вече живеят в минерални води, могат да преработват разтворения уран. Да го превърнат в нещо много по-неподвижно и много по-малко опасно.

А хранят се с какво? Глицерол. Да, точно така – веществото, което се намира в мазнините на растения и животни.

Има нещо хипнотизиращо в това. Тези микроскопични същества, забравени в тъмнината на стари мини, вършат точно това, от което хората се нуждаят.

Как протече опитът?

Учените взеха проби отвода от наводнена уранова мина в Рудните планини. Две хиляди метра дълбочина, почти без кислород.

Добавиха глицерол и зачакаха.

Сякаш наблюдаваше как малка бригада по почистването започва смяна.

Бактериите започнаха да консумират глицерола. С времето разтвореният уран започна да изчезва. Не да намалява токсичността му – а напълно изчезваше от водата.

След 130 дни само около 5% от първоначалния уран още се носеше разтворен. Останалият? Озова се в клетъчните стени на бактериите. Микроорганизмите абсорбирали урана и го заключили вътре в себе си.

Неочакваното

И тук идва най-интересното.

С помощта на модерна микроскопия и спектроскопия (включително експерименти в синхротронна лаборатория във Франция), учените установиха нещо странно.

Уранът в тези бактерии не беше в очакваната форма.

Уранът обикновено съществува в различни състояния, наречени "валентности". Това са различни конфигурации, определящи как атомите взаимодействат с други вещества. Обикновено уранът е в състояние 4 или 6.

Но тук? Значителна част била в състояние 5.

Пентавалентен уран. Той е странен. Вече е бил наблюдаван, но винаги мимолетно и нестабилно. Химически еквивалент на еднодневка – появява се и изчезва за секунди.

Освен тук. Тези бактерии го стабилизирали.

Новото съединение

Става още по-интересно.

Ученият откриха, че пентавалентният уран се е комбинирал с желязо и кислород, образувайки конкретно съединение: FeU(V)O₄.

Това съединение е толкова ново, че няма дори име. За първи път е идентифицирано през 2020 г. в почвени проби от Хърватия, замърсени от уранова муниция. Забележителното е, че е останало стабилно повече от 25 години, дори при контакт с атмосферен кислород.

Липсваше обаче една част от пъзела: никой не знаеше как се образува естествено. Сега знаем. Бактериите играят ключова роля.

Защо е важно?

Нека го погледнем реалистично. По света има десетки замърсени с уран обекти – от минни райони до стари военни полигони. Почистването им струва огромни суми и е технически много сложно. Традиционните методи включват изкопаване на замърсена почва или прекарване на огромни количества подземни води през пречиствателни системи.

А какво, ако можем да насърчим тези естествено присъстващи бактерии да свършат работата? Да създадем условия, при които да се развиват, да им дадем източник на храна като глицерол и да ги оставим да заключат урана в клетъчните си стени?

Не е магическо решение. Още много изследвания са необходими. Но това откритие отваря съвсем нов път за мислене относно екологичното възстановяване.

Природата, изглежда, тихо решава проблеми, за съществуването на които дори не подозирахме.

И искрено казано? Това ми дава много надежда.

Източник: ScienceDaily