Bilim insanları uranyumu hareketsiz hale getiren bakterileri keşfetti

Almanya'nın doğusundaki Schlema-Alberoda uranyum madeninde, yıllardır devam eden uranyum kirliliği sorununa karşı bilim insanları dikkat çekici bir çözüm geliştirdi. Dr. Evelyn Krawczyk-Bärsch liderliğindeki Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) ekibi, yer altı sularında çözünmüş halde bulunan uranyumu, madenin kendi mikroplarını kullanarak etkili biçimde temizlemeyi başardı. 1990 yılında kapatılan ve dünyanın en büyük uranyum işletmelerinden biri olarak bilinen bu maden, su tünellerinin dolmasının ardından çevreye sürekli uranyum sızdırmaya devam ediyordu. Son yapılan araştırmada, mikropların uranyumu çözeltiden neredeyse tamamen uzaklaştırıp, aylar boyunca kalıcı katı forma dönüştürdüğü belirlendi. Bu yöntem, geleneksel ve maliyetli su arıtma işlemlerinin yerine çevre dostu ve sürdürülebilir bir alternatif sunuyor.

Dr. Krawczyk-Bärsch ekibi uranyumun kaderini değiştirdi

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf ve Granada Üniversitesi'nden bilim insanları, madenin kendi mikrobiyal popülasyonunun uranyum temizliğinde ne kadar etkili olabileceğini test etmek için bir dizi deney gerçekleştirdi. Araştırmacılar, biyodizel üretiminden elde edilen ucuz ve saf olmayan gliserolü mikroplar için besin kaynağı olarak kullandı. Madenin işlenmemiş suyuyla doldurulan şişelerde, mikroplar 130 gün boyunca karanlıkta bekletildi. Sonuçlar şaşırtıcıydı: Mikroplar, çözünmüş uranyumu yaklaşık yüzde 96 oranında azalttı. Bu süreçte, bakterilerin yüzeyinde siyah uranyum parçacıkları oluştuğu gözlemlendi. X-ışını analizleriyle, uranyumun kimyasal durumundaki değişimler detaylı şekilde incelendi ve mikropların uranyumu çözünmez katı formuna dönüştürdüğü doğrulandı. Bu bulgular, uranyumun yer altı sularında hareketini durdurmanın ve kirliliğin yayılmasını önlemenin yeni bir yolunu ortaya koydu.

Pentavalent uranyumun kalıcılığı bilim dünyasını şaşırttı

Çalışmada, uranyumun yalnızca çözünürden katı forma geçmediği, aynı zamanda nadir rastlanan bir ara form olan pentavalent uranyumun da oluştuğu belirlendi. Kimyagerler tarafından genellikle kısa ömürlü olarak bilinen bu form, maden suyundaki karmaşık kimyasal ortamda 130 gün boyunca stabil kaldı. Ara form, örneklerde uranyumun yüzde 20 ila 33'ünü oluşturdu ve laboratuvar koşullarının ötesinde, gerçek çevresel şartlarda da varlığını sürdürdü. Ekip, bu örnekleri dört hafta boyunca havaya maruz bıraktığında dahi, uranyumun yarısından fazlasının pentavalent formda kaldığını tespit etti. Özellikle demirle birleşen uranyumun, çözünür forma dönüşmeden stabil kalması, bu yöntemin sürdürülebilirliği açısından büyük önem taşıyor. Demir içeriği yüksek olan ortamlarda, pentavalent uranyumun kalıcı şekilde tutulabildiği görüldü.

Mikroplar ve kimyasal süreçler uranyumun hareketini engelliyor

Uranyum temizliğinde mikropların rolü yalnızca uranyumu katı forma dönüştürmekle sınırlı kalmadı. Gliserol ile beslenen bakteriler, öncelikle bu maddeyi daha basit asitlere ve hidrojen gazına dönüştürdü. Bu ürünler, oksijenin az olduğu ortamlarda gelişen ikinci bir mikrobiyal grubu besledi. İkinci grup, suyun içindeki demir ve sülfatı azalttı; süreç sonunda demirin neredeyse tamamı ve sülfatın üçte biri ortadan kayboldu. Bu oksijen yoksunu ortam, uranyumun çözünür formdan çıkmasını teşvik etti. Ayrıca, serbest kalan demir, uranyumdan elektron çekerek onun çözünmez hale gelmesine katkı sağladı. Ara formun nasıl oluştuğu tam olarak bilinmese de, ekip bakterilerin uranyuma elektron eklediğini ve çevredeki minerallerin bu ara formu yakalayarak stabil tuttuğunu düşünüyor.