Бактерии научились нейтрализовать уран

Международный коллектив исследователей впервые доказал, что микроорганизмы способны трансформировать растворенный в воде уран в стабильное химическое соединение. Единственным необходимым условием для метаболизма бактерий стал глицерин. Это открытие закладывает фундамент для разработки передовых биотехнологий, направленных на дезактивацию территорий, подвергшихся радиоактивному загрязнению.

В проекте приняли участие специалисты из Центра Гельмгольца Дрезден-Россендорф (HZDR), предприятия Wismut GmbH и Университета Гранады. Для тестирования эффективности метода ученые использовали воду из затопленной шахты в Рудных горах, что позволило моделировать реальные условия очистки подземных вод, зараженных продуктами добычи урана.

В ходе эксперимента образцы поместили в анаэробные (бескислородные) условия и обогатили их глицерином. В процессе биологической активности микробы начали поглощать уран, переводя его из подвижной растворенной формы в неактивное состояние.

Спустя 130 дней концентрация радиоактивного металла сократилась на 95%, при этом основная масса урана зафиксировалась непосредственно в клеточных структурах бактерий. Подобные выводы были подтверждены с помощью высокоточного оборудования: электронной микроскопии, спектроскопии и анализа на мощностях европейского синхротрона ESRF.

Важнейшим аспектом работы стало обнаружение редкого пятивалентного урана (U(V)). Традиционно этот элемент встречается в формах с валентностью IV и VI, тогда как состояние U(V) считалось крайне нестабильным. Однако в ходе бактериальной реакции образовалось устойчивое соединение с железом и кислородом — FeU(V)O4.

Ранее подобное вещество было выявлено лишь в почвах Хорватии после применения боеприпасов с обедненным ураном, но механизм его появления оставался загадкой. Данное исследование впервые доказывает, что именно жизнедеятельность бактерий инициирует синтез этой формы урана.

Неожиданной находкой стала высокая химическая стабильность соединения: оно не разрушалось даже при контакте с кислородом. Более того, после сушки биомассы доля FeU(V)O4 продолжала расти. Ученые уверены, что эти данные помогут глубже понять механизмы природного поведения урана и позволят создать эффективные экологические решения для очистки окружающей среды.

Источник: iXBT