Одна з найбільших у світі шахт урану, Wismut GmbH Schlema-Alberoda, що розташована в колишній Східній Німеччині, залишила після себе токсичну спадщину.

Але в забрудненій воді, що затопила шахту, еволюція може вже готувати рішення.

Шахта була закрита в 1990 році, з об'єднанням Німеччини, і з того часу підлягала дорогим і тривалим зусиллям з очищення.

Після закриття підземна шахта заповнилася водою, яка потребує постійної обробки.

Вам, напевно, відомо, що сировинний уран є високорадіоактивним, і його споживання, наприклад, через питну воду, може завдати серйозної шкоди людям та іншим живим істотам.

Проте деякі організми насправді живуть у воді, насиченій ураном; це ціла екосистема мікробів.

І, як нещодавно виявили вчені, ці мікроби можуть стабілізувати уран за певних умов.

Дослідження проводилися мікробіологами та екологами ресурсів у Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) у Німеччині та Університеті Гранади в Іспанії, які опублікували свої результати в журналі Nature Communications.

"Наші дослідження вже показали, що бактерії можуть використовувати уран, розчинений у воді, для свого метаболізму, коли мають доступ до гліцерину як джерела їжі," пояснює мікробіолог Евелін Кравчик-Берш з HZDR.

"Наше дослідження вперше показало, що бактерії, які отримують гліцерин як джерело вуглецю, можуть перетворювати токсичний уран, розчинений у воді, на стабільний хімічний сполук."

Кравчик-Берш і команда почали свої експерименти з водяних зразків, зібраних з вхідної частини заводу з очищення шахти Wismut GmbH Schlema-Alberoda.

"Ми хотіли створити природні умови для бактеріальної спільноти, яка вже існує у воді шахти, оскільки на глибині приблизно 2000 метрів зазвичай мало або зовсім немає кисню," говорить мікробіолог HZDR Антоніо Ньюмен-Портела.

Коли вони інкубували бактерії з гліцерином, вони виявили, що бактерії перетворюють уран у пентавалентний стан.

Коли урані має пентавалентний стан, він має незвичайний окислювальний стан +5, що змінює його зв'язування з іншими елементами, полегшуючи "замикаючись" у стабільних мінералах.

"Уран зазвичай зустрічається з валентністю 4 або 6. Пентавалентний уран існує, але він рідкісний або лише тимчасовий. До цього часу його бачили в нестабільному окисному стані," пояснює Антоніо Ньюмен-Портела.

У присутності бактерій пентавалентний уран потім поєднується з залізом і киснем, утворюючи FeU^(V)O₄ – сполуку, про яку вчені вже знали, але ще не дали "загальну" назву.

"Після 130 днів лише близько п'яти відсотків урану, розчиненого у воді, залишилося в зразках," говорить Ньюмен-Портела.

Бактерії не лише включили уран у свої клітинні стінки, але й незвично висока частка цього урану була пентавалентною. Це означало, що він легше утворював FeU^(V)O₄, особливо коли водяні зразки висихали і піддавалися впливу кисню.

Радіоактивне забруднення ураном є глобальною проблемою.

У Сполучених Штатах, Індії, Канаді, Франції, Південноафриканській Республіці та Австралії поверхневі води та підземні води іноді перевищують 0,03 міліграма на літр, що є нормою для забруднення ураном.

Чи можуть бактерії бути частиною рішення?

"Протягом останніх тридцяти років біоремедіація досліджувалася як економічно ефективна альтернатива фізико-хімічній обробці води," пишуть автори.

"Польові дослідження [з використанням біологічних методів] продемонстрували значне зменшення урану, уникаючи утворення вторинного шламу."

Можливо, ці бактерії можуть стати союзниками в нашій боротьбі за очищення ядерного забруднення, не лише в Німеччині, а й у всьому світі.

"Хоча отримані з одного геохімічного сценарію, виявлені тут процеси є загалом застосовними до інших забруднених вод," підсумовують автори.

Але, як зазначає Кравчик-Берш, "ми все ще повинні дослідити, в якій мірі бактерії можуть допомогти зробити уран безпечним для цілей очищення."

Дослідження було опубліковано в Nature Communications.