Виктор Дитрих Согласно исследованию, опубликованному в научном журнале Nature Communications, международная группа ученых обнаружила ранее неизвестный механизм иммобилизации урана в шахтных водах. Специалисты из Германии, Испании и Франции изучали процессы биологической очистки воды на примере затопленного уранового рудника Шлема-Альберода, расположенного в Саксонии. Традиционная физико-химическая очистка подобных объектов требует постоянных затрат и образования больших объемов вторичных отходов, поэтому наука активно ищет природные, более экологичные альтернативы.
В качестве такой альтернативы рассматривается биоремедиация – процесс, при котором микроорганизмы переводят растворенный в воде шестивалентный уран в нерастворимую форму. Чтобы стимулировать этот процесс, исследователи добавили в воду обычный глицерин, который послужил источником энергии для местных бактерий. В результате активность ферментирующих и сульфатредуцирующих микроорганизмов резко возросла, что привело к изменению химической среды и осаждению урана.
Долгое время считалось, что при биологической очистке растворимый шестивалентный уран напрямую превращается в нерастворимый четырехвалентный, выпадая в осадок в виде минерала уранинита. Однако применение современных методов спектроскопии и электронной микроскопии позволило выявить скрытый этап этого процесса. Оказалось, что значительная часть урана переходит в пятивалентное состояние, образуя наночастицы с железом и карбонатные комплексы на поверхности бактериальных клеток.
Ранее пятивалентный уран считался крайне нестабильным промежуточным звеном, которое быстро окисляется или распадается. Новые данные полностью опровергают это представление для реальных условий шахтных вод. Зафиксированные соединения пятивалентного урана оставались стабильными на протяжении ста тридцати дней в бескислородной среде и не разрушались даже после четырех недель контакта с кислородом воздуха.
Открытие стабильного пятивалентного урана в естественных условиях меняет базовое понимание биогеохимии этого радиоактивного элемента. Формирование устойчивых комплексов, которые не растворяются обратно в воде даже при колебаниях уровня кислорода, открывает новые перспективы для долгосрочной очистки загрязненных территорий. Это означает, что метод биоремедиации с использованием глицерина может стать надежным и экономически выгодным способом окончательной изоляции урана в затопленных рудниках по всему миру.
