Микробы превратили токсичный уран в стабильное соединение

Эксперименты проводились с пробами воды из затопленной шахты Шлема-Альберода в Рудных горах. В бескислородной среде ученые добавили к образцам глицерин, ставший для местных микроорганизмов источником энергии. Спустя 130 дней концентрация урана в воде упала с 1 мг/л до 0,04 мг/л. Бактерии не просто поглощали тяжелый металл, а перестраивали его структуру, вплетая наночастицы урана размером 2–3 нанометра в свои клеточные стенки.

Анализ на синхротроне ESRF показал, что уран перешел в пятивалентное состояние. Ранее химия считала это соединение крайне нестабильным промежуточным звеном, которое мгновенно распадается. Однако в новых условиях оно сохраняло стабильность более четырех месяцев в воде и до четырех недель при контакте с атмосферой. Это опровергает классическую теорию, согласно которой шестивалентный уран восстанавливается сразу до четырехвалентного минерала уранинита, легко окисляющегося обратно.

Новое соединение урана, железа и кислорода действует как надежный геохимический буфер. Оно предотвращает повторное растворение радиоактивного элемента при изменении окислительно-восстановительного потенциала среды. Метод, описанный в Nature Communications, позволяет отказаться от дорогостоящих систем фильтрации. Вместо них предлагается использовать глицерин для стимуляции природных микробных сообществ, способных надежно фиксировать радионуклиды прямо в водоносных горизонтах.