L’uranio è disordinato.
Quando rimane rinchiuso nella roccia, rimane lì in silenzio. Ma l’attività mineraria o i cambiamenti chimici possono renderlo solubile. Una volta sciolto, va alla deriva. Nelle acque sotterranee. Lontano dalla fonte. Diffondere veleno che non puoi vedere.
Quella mobilità è il vero grattacapo.
Una nuova ricerca dell’Helmholtz-Zentrum di Dresda-Rossendorf (HZBR), della Wismut GmbH e dell’Università di Granada suggerisce una strana soluzione: i batteri. Nello specifico, quelli che già si trovano nelle miniere di uranio allagate. Non mangiano solo uranio. Lo convertono in un composto testardo e stabile che non vuole muoversi.
Il trucco della catena alimentare
Il trucco coinvolge il glicerolo.
Potresti conoscere il glicerolo dai cosmetici o dai biocarburanti. In questo contesto è carburante per i microbi. Il glicerolo si forma naturalmente quando i funghi distruggono il legno o attraverso il metabolismo dei grassi negli animali. I ricercatori hanno somministrato questa sostanza a campioni batterici prelevati dalla miniera della Wismut GmbH nei Monti Metalliferi tedeschi.
Perché il glicerolo?
“I batteri possono utilizzare l’uranio disciolto nell’acqua per il metabolismo quando hanno glicerolo”, spiega la dott.ssa Evelyn Krawczyk-Barzs del gruppo di microbiologia terrestre dell’HZBR. “Il nostro lavoro precedente ha già dimostrato che potrebbero utilizzare metabolicamente il metallo tossico”.
La squadra voleva vedere due cose. Innanzitutto, quanto uranio scompare dall’acqua. In secondo luogo, che forma assume quando non c’è più?
Non hanno indovinato. Hanno replicato l’ambiente della miniera in laboratorio. Nelle profondità sotterranee, a circa duemila metri di profondità, l’ossigeno scarseggia. Il team ha privato l’ossigeno dei campioni e ha aggiunto il glicerolo.
Lasciamo che la natura faccia il suo corso.
Uno stato di ossidazione raro
Dopo 130 giorni i risultati erano netti.
Solo il 5% dell’uranio rimase in soluzione. Il riposo?
“Sospetti che sia entrato nelle pareti cellulari”, afferma l’autore principale, il dottor Antonio M. Newman Portela. “Ci si aspettava un accumulo”.
La teoria standard dice che i batteri accumulano metalli pesanti. Sapevamo quella parte. Ma la teoria standard dice anche che l’uranio esiste nella valenza 4 o 6.
Valenza 5?
Raro. Solitamente transitorio. Instabile. Come cercare di tenere in equilibrio una moneta sul bordo.
Il team non si è basato solo sui test chimici. Sono andati al sincrotrone europeo in Francia. Utilizzando la Rossendorf Beamline presso l’ESRF, hanno sondato la struttura atomica della biomassa batterica.
Il risultato ha superato le aspettative.
“Fino ad ora, l’uranio pentavalente è stato osservato in stati di ossidazione instabili”, osserva Newman-Portela. “Quindi trovare un’elevata percentuale di U(V) nei nostri campioni è stato estremamente sorprendente”.
Non era solo lì. Era dominante.
Ferro, ossigeno e pazienza
L’uranio pentavalente non esisteva da solo.
Si lega al ferro e all’ossigeno per creare FeU(V)O4. Un nuovo ragazzo sul blocco. Letteralmente. Questo composto specifico non ha un nome comune perché è così nuovo per la scienza. È apparso per la prima volta nei dati del 2020. I ricercatori avevano analizzato il suolo croato contaminato da munizioni all’uranio. Notarono qualcosa di strano: l’uranio non si muoveva. Nemmeno con l’esposizione all’aria.
Rimase stabile per 25 anni.
Ma come si è formato allora? Nessuno lo sapeva.
Ora hanno un’idea.
I batteri potrebbero essere l’anello mancante nella creazione di questo deposito di uranio ultrastabile.
Ecco il kicker.
Quando i ricercatori hanno esposto la biomassa batterica essiccata all’ossigeno, la quantità di FeU(V)O4 è effettivamente aumentata. L’ossigeno solitamente dissolve o modifica questi composti. Qui? Sembrava aiutare a bloccare le cose. O almeno sostenerli.
Ciò significa che possiamo pompare batteri e glicerolo in siti tossici?
Non ancora.
Le condizioni del laboratorio sono pulite. Le miniere sono sporche. Il mondo reale introduce variabili che non puoi controllare. Temperatura. Portate. Altri microbi concorrenti. Il composto dura decenni in suolo croato. Ma resisterà sotto una pressione idrologica costante?
Krawczyk Barzs mette in guardia dal correre troppo.
“Dobbiamo indagare se questo aiuta la bonifica”, dice.
Non è una cura. È un meccanismo.
Finalmente abbiamo una mappa di come l’uranio rimane bloccato in natura. I batteri mangiano il glicerolo, trasformano l’uranio e costruiscono attorno ad esso una gabbia molecolare utilizzando il ferro.
Forse quella gabbia resta chiusa.
Forse aprirà tra cinque anni.
Questo è ciò che ci diranno i prossimi studi. Per ora l’acqua della miniera rimane tranquilla. E l’uranio resta lì. 🦠
