Ένα από τα μεγαλύτερα ορυχεία ουρανίου στον κόσμο, το Wismut GmbH Schlema-Alberoda στην τότε σοβιετική Ανατολική Γερμανία, άφησε πίσω του μια τοξική κληρονομιά.
Μέσα όμως στο μολυσμένο νερό που έχει κατακλύσει τις στοές, η εξέλιξη φαίνεται πως ήδη δίνει μια απάντηση.
Το ορυχείο έκλεισε το 1990, με την επανένωση της Γερμανίας, και από τότε βρίσκεται σε δαπανηρή και χρονοβόρα διαδικασία αποκατάστασης.
Στο μεταξύ, οι υπόγειοι χώροι πλημμύρισαν με νερό, το οποίο απαιτεί συνεχή επεξεργασία.
Το ακατέργαστο ουράνιο είναι ιδιαίτερα ραδιενεργό και η έκθεση σε αυτό – για παράδειγμα μέσω πόσης μολυσμένου νερού – μπορεί να προκαλέσει σοβαρή βλάβη σε ανθρώπους και άλλα ζωντανά όντα.
Κι όμως, στο νερό των στοών ζουν οργανισμοί που έχουν προσαρμοστεί: εκεί έχει αναπτυχθεί ολόκληρο μικροβιακό οικοσύστημα.
Όπως διαπίστωσαν πρόσφατα επιστήμονες, αυτά τα μικρόβια μπορούν υπό ορισμένες συνθήκες να σταθεροποιήσουν το ουράνιο.
Την έρευνα υπέγραψαν μικροβιολόγοι και οικολόγοι φυσικών πόρων από το Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) στη Γερμανία και το Πανεπιστήμιο της Γρανάδας στην Ισπανία, με δημοσίευση στο Nature Communications.
«Οι έρευνες της ομάδας μας είχαν ήδη δείξει ότι τα βακτήρια μπορούν να χρησιμοποιούν το ουράνιο που είναι διαλυμένο στο νερό για τον μεταβολισμό τους, όταν έχουν πρόσβαση σε γλυκερόλη ως πηγή τροφής», εξηγεί η μικροβιολόγος Evelyn Krawczyk-Bärsch, από το HZDR.
«Η μελέτη μας αποκάλυψε για πρώτη φορά ότι βακτήρια που τροφοδοτούνται με γλυκερόλη ως πηγή άνθρακα μπορούν να μετατρέψουν το τοξικό ουράνιο που είναι διαλυμένο στο νερό σε μια σταθερή χημική ένωση.»
Η ομάδα ξεκίνησε με δείγματα νερού από την είσοδο της μονάδας επεξεργασίας του ορυχείου Wismut GmbH Schlema-Alberoda.
«Θέλαμε να δημιουργήσουμε φυσικές συνθήκες για την ήδη υπάρχουσα βακτηριακή κοινότητα στο νερό του ορυχείου, γιατί σε βάθος περίπου 2.000 μέτρων συνήθως υπάρχει λίγο ή καθόλου οξυγόνο στο ορυχείο», λέει ο μικροβιολόγος του HZDR Antonio Newman-Portela.
Όταν επώασαν τα βακτήρια με γλυκερόλη, διαπίστωσαν ότι αυτά μετέτρεψαν το ουράνιο σε πεντασθενή κατάσταση.
Σε αυτή την κατάσταση, με ασυνήθιστο βαθμό οξείδωσης +5, αλλάζει ο τρόπος με τον οποίο το ουράνιο δεσμεύεται με άλλα στοιχεία, καθιστώντας το ευκολότερο να «κλειδωθεί» μέσα σε σταθερά ορυκτά.
«Το ουράνιο συνήθως απαντά με σθένος 4 ή 6. Πεντασθενές ουράνιο υπάρχει, αλλά είναι σπάνιο ή μόνο παροδικό. Μέχρι τώρα είχε παρατηρηθεί σε ασταθή κατάσταση οξείδωσης», εξηγεί ο Antonio Newman-Portela.
Με την παρουσία των βακτηρίων, το πεντασθενές ουράνιο συνδυάζεται με σίδηρο και οξυγόνο σχηματίζοντας FeU (V) O 4 – μια ένωση γνωστή στην επιστήμη, χωρίς ωστόσο «κοινό» όνομα.
Αυτό που δεν ήταν γνωστό είναι ότι μπορεί να σχηματιστεί στη φύση – πόσο μάλλον με τη συμβολή βακτηρίων.
«Μετά από 130 ημέρες, είχε απομείνει στα δείγματα μόλις περίπου πέντε τοις εκατό του ουρανίου που ήταν διαλυμένο στο νερό», λέει ο Newman-Portela.
Τα βακτήρια δεν ενσωμάτωσαν μόνο το ουράνιο στα κυτταρικά τους τοιχώματα· ένα ασυνήθιστα υψηλό ποσοστό αυτού του ουρανίου ήταν πεντασθενές. Αυτό σήμαινε ότι σχημάτιζε ευκολότερα FeU (V) O 4, ειδικά όταν τα δείγματα νερού ξηραίνονταν και εκτίθεντο σε οξυγόνο.
Η ραδιενεργός ρύπανση από ουράνιο είναι παγκόσμιο πρόβλημα.
Στις Ηνωμένες Πολιτείες, την Ινδία, τον Καναδά, τη Γαλλία, τη Νότια Αφρική και την Αυστραλία, τα επιφανειακά και υπόγεια νερά έχουν κατά καιρούς ξεπεράσει τις κατευθυντήριες οδηγίες των 0,03 χιλιοστογράμματα ανά λίτρο για τη ρύπανση από ουράνιο.
Μπορούν τα βακτήρια να αποτελέσουν μέρος της λύσης;
«Τα τελευταία τριάντα χρόνια, η βιοαπορρύπανση έχει μελετηθεί ως μια οικονομικά αποδοτική εναλλακτική λύση στη φυσικοχημική επεξεργασία νερού», γράφουν οι συγγραφείς.
«Μελέτες πεδίου [με βιολογικές μεθόδους] έχουν δείξει σημαντική μείωση του ουρανίου, αποφεύγοντας τη δημιουργία δευτερογενούς ιλύος.»
Ίσως αυτά τα βακτήρια αποδειχθούν σύμμαχοι στην προσπάθεια καθαρισμού της πυρηνικής ρύπανσης, όχι μόνο στη Γερμανία αλλά και παγκοσμίως.
Σχετικό: This Infamous Radioactive ‘Tomb’ Is Leaking, And Experts Are Worried
«Παρότι προέρχονται από ένα μόνο γεωχημικό σενάριο, οι διεργασίες που εντοπίζουμε εδώ έχουν ευρεία εφαρμογή και σε άλλα μολυσμένα νερά», καταλήγουν οι συγγραφείς.
Ωστόσο, όπως επισημαίνει η Krawczyk-Bärsch, «πρέπει ακόμη να διερευνήσουμε σε ποιον βαθμό τα βακτήρια μπορεί να βοηθήσουν στο να καταστεί το ουράνιο ακίνδυνο για σκοπούς αποκατάστασης.»
Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Nature Communications.
Το άρθρο ελέγχθηκε ως προς τα γεγονότα από την Carly Cassella και επιμελήθηκε από τη Rebecca Dyer. Παρότι είμαστε υπερήφανοι για τη διαδικασία μας, παραμένουμε άνθρωποι. Αν εντοπίσετε λάθος, ενημερώστε μας.
