Jedan od najvećih rudnika uranija na svijetu, Wismut GmbH Schlema-Alberoda, koji se nalazio u tadašnjoj Istočnoj Njemačkoj pod sovjetskom upravom, ostavio je iza sebe ozbiljno toksično naslijeđe.
Međutim, u kontaminiranoj vodi koja je nakon zatvaranja poplavila rudnik, evolucija je možda već pronašla neočekivano rješenje.
Rudnik je zatvoren 1990. godine, nakon ponovnog ujedinjenja Njemačke, a od tada se provode skupi i dugotrajni procesi sanacije zagađenja.
Nakon zatvaranja, podzemni hodnici ispunjeni su vodom koja se i danas mora neprekidno prečišćavati.
Poznato je da je uranij izrazito radioaktivan te da izloženost njemu – na primjer putem kontaminirane vode za piće, može izazvati ozbiljna oštećenja kod ljudi i drugih živih bića.
Ipak, pojedini organizmi ne samo da opstaju u takvim uslovima već u njima uspješno žive. U vodi bogatoj uranijem razvila se čitava zajednica mikroorganizama.
Naučnici su sada otkrili da upravo ti mikrobi, pod određenim uslovima, mogu stabilizirati uranij i tako smanjiti njegovu pokretljivost u okolišu.
Istraživanje su proveli mikrobiolozi i stručnjaci za ekologiju prirodnih resursa iz njemačkog Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) i Universidad de Granada u Španiji, a rezultati su objavljeni u uglednom naučnom časopisu Nature Communications.
"Naša prethodna istraživanja pokazala su da bakterije mogu koristiti uranij rastvoren u vodi kao dio svog metabolizma, ukoliko imaju pristup glicerolu kao izvoru hrane. Sada smo prvi put pokazali da bakterije, kada koriste glicerol kao izvor ugljika, mogu pretvoriti toksični uranij rastvoren u vodi u stabilno hemijsko jedinjenje", objasnila je mikrobiolog Evelyn Kravitz-Barsch iz HZDR-a.
Tim je započeo eksperimente uzorcima vode prikupljenim na ulazu u postrojenje za prečišćavanje vode rudnika Wismut GmbH Schlema-Alberoda.
"Željeli smo što vjernije reproducirati prirodne uslove u kojima žive bakterije iz rudničke vode, jer na dubini od oko 2.000 metara obično ima veoma malo ili nimalo kisika", rekao je mikrobiolog Antonio Neumann-Portela iz HZDR-a.
Kada su bakterije inkubirane uz dodatak glicerola, naučnici su uočili da one pretvaraju uranij u njegov petovalentni oblik, odnosno oksidacijsko stanje +5.
Ovaj oblik uranija izuzetno je rijedak i mijenja način na koji se atom veže za druge elemente, omogućavajući mu da bude "zaključan" u stabilnim mineralnim jedinjenjima.
U prisustvu bakterija petovalentni uranij zatim reaguje sa željezom i kisikom stvarajući jedinjenje FeU(V)O₄, hemijsko jedinjenje koje je nauci bilo poznato, ali još nema uobičajeni naziv.
Ono što naučnici do sada nisu znali jeste da se ovo jedinjenje može prirodno formirati niti da bakterije imaju ključnu ulogu u njegovom nastanku.
"Poslije 130 dana, u uzorcima je ostalo rastvoreno svega oko pet posto prvobitne količine uranija", rekao je Antonio Neumann-Portela.
Bakterije nisu samo vezale uranij za svoje ćelijske zidove, već je veliki dio tog uranija bio upravo u rijetkom petovalentnom obliku. To je omogućilo lakše stvaranje jedinjenja FeU(V)O₄, naročito nakon sušenja uzoraka i njihovog izlaganja kisiku.
Radioaktivno zagađenje uranijem predstavlja problem širom svijeta.
U Sjedinjenim Američkim Državama, Indiji, Kanadi, Francuskoj, Južnoafričkoj Republici i Australiji zabilježeni su slučajevi u kojima su površinske i podzemne vode sadržavale više od preporučene granice od 0,03 miligrama uranija po litri vode.
"Tokom posljednje tri decenije bioremedijacija se intenzivno istražuje kao isplativija alternativa klasičnim fizičko-hemijskim metodama prečišćavanja vode. Terenska istraživanja pokazala su da biološke metode mogu značajno smanjiti koncentraciju uranija, pri čemu se izbjegava stvaranje sekundarnog toksičnog mulja", navode autori studije.
Moguće je da će upravo ove bakterije jednog dana postati važni saveznici u uklanjanju radioaktivnog zagađenja, ne samo u Njemačkoj već i u drugim dijelovima svijeta.
"Iako su naši rezultati dobijeni u specifičnim geohemijskim uslovima jednog rudnika, otkriveni procesi mogli bi biti primjenjivi i na mnoge druge vrste kontaminiranih voda", zaključuju autori.
Ipak, kako ističe Evelyn Kravitz-Barsch, potrebno je provesti dodatna istraživanja kako bi se utvrdilo u kojoj mjeri bakterije mogu biti iskorištene za sigurnu i efikasnu sanaciju područja zagađenih uranijem.