Український телекомунікаційний портал

Бактерії з уранової шахти можуть стати ключем до очищення радіоактивних водНа місці однієї з найбільших уранових шахт світу, яка десятиліттями залишала після себе токсичну спадщину, науковці виявили несподіваних союзників у боротьбі із забрудненням. Мікроорганізми, що живуть у радіоактивній воді, здатні перетворювати небезпечний уран на стабільну хімічну форму, яку легше утримувати в навколишньому середовищі.Відкриття зробили дослідники з німецького Центру Гельмгольца Дрезден-Россендорф (НZDR) та Університету Гранади в Іспанії. Їхня робота, опублікована у журналі Nаturе Соmmunісаtіоns, може стати основою для нових біологічних методів очищення забруднених територій.

Спадщина уранового видобутку

Дослідження проводили на території шахти Wіsmut GmbН Sсhlеmа-Аlbеrоdа у колишній Східній Німеччині. Під час радянського періоду тут активно видобували уранову руду, а після об’єднання Німеччини у 1990 році підприємство закрили.Проте проблеми залишилися. Після припинення робіт підземні виробки почали заповнюватися водою, яка містила значну кількість урану та інших небезпечних речовин. Відтоді шахта потребує постійного очищення води, що є складним і дорогим процесом.Зазвичай уран асоціюється з радіаційною небезпекою, адже потрапляння забрудненої ним води в організм може шкодити людям та іншим живим організмам. Однак у таких екстремальних умовах сформувалася унікальна мікробна екосистема.

Мікроби, які змінюють властивості урану

Раніше вчені вже знали, що деякі бактерії можуть використовувати розчинений у воді уран у своїх біологічних процесах, якщо отримують відповідне джерело живлення. Нове дослідження показало, що за допомогою гліцерину бактерії здатні не просто взаємодіяти з ураном, а змінювати його хімічний стан.Команда дослідників взяла зразки води на вході очисної установки шахти та створила умови, максимально наближені до підземного середовища. На глибині близько 2000 метрів у шахті майже немає кисню, тому вчені намагалися відтворити саме таке середовище для місцевих бактерій.Після додавання гліцерину мікроорганізми почали перетворювати уран у рідкісну п’ятивалентну форму — U(V).Це важливий момент, адже зазвичай у природі уран перебуває у чотири- або шестивалентному стані. П’ятивалентний уран зустрічається дуже рідко і раніше вважався нестабільним.

Майже весь уран перейшов у стабільну форму

Дослідники встановили, що під дією бактерій уран почав з’єднуватися із залізом та киснем, утворюючи сполуку FеU(V)О₄.Раніше вчені знали про існування цієї речовини, але не розуміли, що вона може формуватися природним шляхом за участю живих організмів.Через 130 днів експерименту у зразках залишилося лише близько 5% початкової кількості розчиненого урану. Значна частина металу була не лише пов’язана з клітинними структурами бактерій, а й перетворилася на стабільну мінеральну форму.Саме це може зробити такі мікроорганізми перспективним інструментом для очищення радіоактивно забруднених вод.

Біологічне очищення замість дорогих технологій

Забруднення ураном є глобальною проблемою. Перевищення допустимих рівнів цього металу у воді фіксували у США, Канаді, Індії, Франції, Австралії та Південній Африці.Традиційні методи очищення часто потребують значних витрат і можуть створювати додаткові відходи. Біоремедіація — використання живих організмів для очищення довкілля — розглядається як потенційно дешевша та екологічніша альтернатива.«За останні три десятиліття біоремедіація досліджується як економічно ефективний спосіб очищення вод від урану без утворення великої кількості вторинних відходів», — зазначили автори роботи.Втім, учені наголошують, що попереду ще багато досліджень. Поки що невідомо, наскільки ефективно такі бактерії можна буде використовувати у промислових масштабах і чи зможуть вони повністю замінити традиційні методи очищення.Попри це, відкриття показує: навіть у найбільш забруднених місцях природа може створювати власні механізми відновлення. Мікроорганізми, які виживають у радіоактивному середовищі, можуть одного дня допомогти людству боротися з наслідками ядерної промисловості.