کشف باکتری‌های اورانیوم‌خوار در معدن متروکه شوروی توسط دانشمندان

دانشمندان در اعماق یک معدن متروکه در آلمان شرقی سابق، باکتری‌هایی را شناسایی کرده‌اند که قادر به تبدیل اورانیوم محلول در آب به ترکیبی پایدار و نامحلول هستند.

معدن اورانیوم ویسموت در منطقه شلما-آلبرودا، یکی از بزرگ‌ترین معادن این ماده در سطح جهانی بود که پس از اتحاد آلمان در سال ۱۹۹۰ تعطیل گردید. اما این تعطیلی پایان ماجرا نبود؛ آب‌های زیرزمینی به تدریج فضاهای خالی را پر کردند و حجم زیادی از آب آلوده به اورانیوم را در خود جای دادند. تصفیه این آب‌ها از سال‌ها پیش به یکی از چالش‌های پرهزینه و زمان‌بر تبدیل شده است.

برخلاف تصور عمومی که محیط‌های رادیواکتیو را بی‌جان می‌پنداریم، آب‌های معدن عمیق ویسموت، اکوسیستم کاملی از میکروب‌ها را در خود جای داده‌اند. گروهی از میکروبیولوژیست‌ها و بوم‌شناسان از مرکز تحقیقاتی هلمهولتز-درسدن-روسندورف در آلمان و دانشگاه گرانادا در اسپانیا، تصمیم به مطالعه این جامعه میکروبی در شرایط مشابه محیط طبیعی خود (در عمق حدود ۲۰۰۰ متری با اکسیژن بسیار کم) گرفتند.

پژوهشگران با افزودن گلیسرول به نمونه‌های آب، شاهد یک فرآیند شگفت‌انگیز بودند. به گزارش انتخاب، باکتری‌ها با استفاده از گلیسرول به عنوان منبع انرژی، اورانیوم محلول در آب را به حالت پنج‌ظرفیتی تبدیل کردند. این حالت نادر و ناپایدار اورانیوم به راحتی با آهن و اکسیژن ترکیب شده و ماده‌ای معدنی به نام FeU(V)O4 را تشکیل می‌دهد که در آب حل نمی‌شود و به شکل رسوب در می‌آید. پس از ۱۳۰ روز، تنها حدود ۵ درصد از اورانیوم محلول در آب باقی ماند.

این باکتری‌ها نه تنها اورانیوم را در دیواره‌های سلولی خود ذخیره کرده بودند، بلکه با تبدیل آن به حالت پنج‌ظرفیتی، زمینه‌ساز تشکیل ترکیب پایدار FeU(V)O4 شده بودند. آلودگی آب‌های زیرزمینی به اورانیوم، یک معضل جهانی است. در کشورهایی نظیر آمریکا، هند، کانادا، فرانسه، آفریقای جنوبی و استرالیا، غلظت اورانیوم در آب‌های سطحی و زیرزمینی گاهی از حد مجاز فراتر رفته است.

روش‌های کنونی تصفیه فیزیکی و شیمیایی معمولاً پرهزینه هستند و لجن‌های ثانویه تولید می‌کنند که خود نیاز به دفع دارند. زیست‌پالایی، که به معنای استفاده از موجودات زنده برای پاکسازی آلودگی است، در دهه‌های اخیر به عنوان یک راه‌حل مقرون‌به‌صرفه و دوستدار محیط‌زیست مورد توجه قرار گرفته است. پژوهشگران بر این باورند که فرآیند کشف‌شده در این معدن می‌تواند الگویی برای سایر نقاط آلوده در جهان باشد.

با این حال، اولین کراوچیک-بارش، یکی از پژوهشگران پروژه، تأکید می‌کند که «هنوز باید بررسی کنیم که باکتری‌ها تا چه حد می‌توانند برای اهداف تصفیه عملی مفید واقع شوند.» این کشف، گامی مهم در جهت استفاده از توانمندی‌های طبیعی برای مقابله با یکی از خطرناک‌ترین آلاینده‌های صنعتی به شمار می‌آید. شاید روزی نزدیک، باکتری‌ها به عنوان نیروهای پاک‌کننده هسته‌ای، نقش کلیدی در پاکسازی میراث سمی عصر اتمی ایفا کنند.