Bacterii ce consumă uraniu, descoperite în fostă mină sovietică

Mina din Saxonia a lăsat în urmă o problemă de mediu, iar cercetările științifice încearcă acum să găsească soluții pentru remedierea acesteia. Probele prelevate de la mina Schlema-Alberoda arată că apa contaminată continuă să prezinte riscuri, în timp ce metodele biologice de reducere a nivelului de uraniu sunt în faza experimentală.

Mina uriașă și problema contaminării

Mina Schlema-Alberoda, parte din complexul Wismut, a fost una dintre cele mai mari exploatări de uraniu din lume. Închisă în 1990, după reunificarea Germaniei, galeriile subterane s-au umplut treptat cu apă. Aceasta conține uraniu, fier, arsenic și alți eventuale contaminanți și necesită tratament constant înainte de a fi deversată în mediu.

Probele indică faptul că, de-a lungul timpului, problema contaminării generate de exploatarea uraniului poate persista zeci de ani. În România, fostele zone miniere continuă să aibă probleme de contaminare similară, iar cercetătorii caută metode eficiente de stabilizare și reutilizare a deșeurilor radioactive.

Reactivarea microorganismelor cu glicerol

Cercetătorii de la Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf și Universitatea din Granada au simulat în laborator condițiile din interiorul minei. La circa 2.000 metri adâncime, în mediu cu foarte puțin oxigen, au păstrat probele în condiții asemănătoare.

PUBLICITATE

În experiment, s-a adăugat glicerol, o substanță care a acționat drept sursă de carbon și energie pentru microorganismele naturale din apă. Acestea au devenit mai active, creând condiții favorabile pentru reducerea uraniului în formă mai stabilă. După 130 de zile, apa devenise limpede, iar pe fundul recipientului s-a format un precipitat negru.

Rezultatele arată o reducere cu circa 96% a cantității de uraniu dizolvat, de la un miligram pe litru la 0,04 miligrame pe litru. Astfel de microorganisme pot deveni instrumente pentru curățarea mediului în cazul deșeurilor radioactive, dar cercetările continuă pentru a evalua eficiența pe termen lung.

Transformări ale uraniului în apa contaminată

Uraniul în apă se află frecvent în forma hexavalentă U(VI), solubilă și mobilă, ceea ce crește riscul de contaminare. Microorganismele au redus o parte din U(VI) la uraniu tetravalent U(IV), formând nanoparticule de uraninit, mai puțin solubile.

Cercetătorii au identificat și o cantitate considerabilă de uraniu pentavalent U(V), considerată o stare rară. Acest U(V) s-a combinat cu fierul și oxigenul, formând compusul FeU(V)O4. Particulele au fost observate pe suprafața celulelor bacteriene și au rămas stabile cel puțin 130 de zile în absența oxigenului, menținându-și forma pentavalentă și după patru săptămâni de expunere la aer.

Rezistența microorganismelor adaptate la medii extreme, precum cele din zona Cernobîl, continuă să fie studiată, iar aceste descoperiri deschid posibilitatea unor metode biologice de stabilizare a uraniului în mediu.

Limitările și perspectivele bioremedierii

Rezultatele experimentale nu indică o soluție imediată pentru tratarea în mediul real. Condițiile din galeriile subterane sunt dificil de controlat, iar timpul de stabilizare a uraniului de către microorganisme trebuie evaluat pe termen lung.

Factorii precum temperatura, pH-ul sau concentrația de oxigen pot influența stabilitatea particulelor de uraniu și riscul de re-solubilizare. În plus, metodele actuale de tratare, precum procesele chimice și fizice, sunt costisitoare și generează cantități mari de deșeuri secundare.

Bioremedierea ar putea deveni o soluție complementară, reducând costurile și impactul asupra mediului, dar este nevoie de cercetări suplimentare pentru adaptarea metodelor la condițiile din minele închise.

Cercetările actuale indică o posibilă evoluție a tehnologiei pentru reducerea riscurilor asociate cu fostele mine de uraniu, însă implementarea în teren rămâne în faza de studiu.