Превращение урана в растворимую форму приводит к опасному загрязнению воды и почвы.
В растворимой форме уран способен распространяться по окружающей среде — воде, почвам — создавая серьезные проблемы из-за своей токсичности. Специалисты Гельмгольц-центра в Дрездене-Россендорфе совместно с коллегами из Университета Гранады нашли необычное решение этой проблемы: они обнаружили бактерии, которые могут превращать растворенный в воде уран в стабильное химическое соединение.
«Существуют бактерии, способные использовать в своей жизнедеятельности тяжелый металл уран, токсичный для человека, — объясняет доктор Эвелин Кравчик-Барш из исследовательской группы наземной микробиологии HZDR. — Наши исследования уже показали, что бактерии могут использовать растворенный в воде уран для своего метаболизма, когда у них есть доступ к глицерину в качестве источника пищи».
Глицерин — основной компонент растительных и животных жиров, который также может образовываться естественным путем, например, когда грибы разлагают древесину. Ученые решили выяснить, насколько эффективно бактерии могут снижать уровень растворенного в воде урана и какие химические формы при этом образуются.
Для своего эксперимента его авторы собрали воду из затопленной урановой шахты в Рудных горах на глубине около 2000 метров. В лабораторных условиях к образцам добавили контролируемое количество глицерина и создали бескислородную среду, имитирующую природные условия глубоких шахт. «Мы хотели создать естественные условия для бактериального сообщества, уже существующего в шахтной воде», — поясняет ведущий автор исследования доктор Антонио Ньюман-Портела.
Бактерии поглощают уран в водах и превращают его в стабильную форму.Результаты превзошли ожидания. Через 130 дней в образцах оставалось лишь около 5% урана, первоначально растворенного в воде. Ученые подтвердили, что уран накопился в клеточных стенках бактерий, но главный сюрприз ждал впереди.
С помощью передовой микроскопии и спектроскопии, включая эксперименты на Россендорфской линии пучка на Европейском синхротроне в Гренобле, ученые определили химическое состояние урана. «Уран обычно встречается с валентностью 4 или 6. Пятивалентный уран существует, но он редок и обычно нестабилен, — объясняет Ньюман-Портела. — Поэтому результаты нашего исследования нас удивили: в биомассе из наших экспериментов необычно высокая доля урана оказалась пятивалентной».
При этом пятивалентный уран соединился с железом и кислородом, образовав FeU (V)O4 — соединение, впервые обнаруженное в 2020 году в почвах Хорватии, загрязненных урановыми боеприпасами более 25 лет назад. Когда высушенную бактериальную биомассу подвергли воздействию кислорода, количество этого соединения увеличилось, а не уменьшилось, подтверждая его стабильность.
«Наше исследование впервые показало, что бактерии, поглощающие глицерин, могут превращать токсичный растворенный уран в стабильное химическое соединение», — резюмирует Кравчик-Барш. Открытие может стать основой для разработки биологических методов очистки территорий, загрязненных ураном.
Ранее российские ученые обнаружили фитопланктон, способный очищать водоемы от радионуклидов.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
