Бактериялар шахта суындағы уранды бейтараптандырады — ғалымдар алғаш рет механизмді ашты

Бар болғаны 130 күн ішінде шахта суындағы уран мөлшері 95%-ға азайды. Бұл жаңалық Nature Communications журналында жарияланды, деп хабарлайды НИА «Экология» басылымы, және уран кеніштерінің ластанған аумақтарын биологиялық тазартуға жол ашады. Уран өндіру бойынша әлемдік көшбасшы Қазақстан үшін бұл рекультивацияның әлеуетті маңызды технологиясы болып табылады.

Мәні қысқаша

• Гельмгольц орталығы (Дрезден-Россендорф), Гранада университеті және Wismut GmbH компаниясының ғалымдары Германияның Рудный тауларындағы су басқан уран шахтасының суымен эксперимент жүргізді.
• Қорек ретінде глицерин қосылған табиғи бактериялар 130 күн ішінде судағы еріген уран мөлшерін 95%-ға төмендетті.
• Негізгі жаңалық: бактериялар уранды бұрын тұрақсыз деп саналған ерекше бес валентті күйге (U(V)) ауыстырады. Нәтижесінде атмосфералық оттегі әсер еткенде де тұрақты болатын FeU(V)O₄ қосылысы түзіледі.
• Бұған дейін мұндай қосылыс тек бір рет — уран оқ-дәрілерімен ластанған Хорватия топырағында табылған болатын.
• Практикалық қолдануға әлі ерте: авторлар биохимиялық механизмдерді егжей-тегжейлі зерттеу және дала жағдайында қолдану мүмкіндіктерін бағалау қажеттігін атап көрсетеді.

Шешілуге тырысып жатқан мәселе

Уран өндіру өзінен кейін ерекше мұра қалдырады: су басқан шахталар, қалдық қоймалары, карьерлер — мұның бәрі жер асты және жер үсті суларының уранның еріген қосылыстарымен баяу, бірақ тұрақты ластану көздері болып табылады. Классикалық тазарту әдістері — химиялық тұндыру, ион алмасу, кері осмос — жұмыс істейді, бірақ қымбат және үнемі қызмет көрсетуді қажет етеді. Биологиялық әдістер айтарлықтай арзанырақ және қол жетпейтін жерлерде қолдануға жарамды болуы мүмкін.

Дәл осы себепті зерттеу кеңес дәуірінде игерілген Еуропадағы ең ірі уран кеніштерінің бірі — Германиядағы бұрынғы уран кеніштерін рекультивациялаумен айналысатын Wismut GmbH компаниясымен бірлесіп жүргізілді.

Бес валентті уран: бұл неге маңызды

Уран негізінен екі еритін түрде болады: төрт валентті (U(IV), ерімейтін, тұрақты) және алты валентті (U(VI), еритін және жылжымалы — дәл осы суды ластайды). Алты валентті формадан төрт валентті формаға өту — тазартудың мақсаты, бірақ бұл процесс оттегі қатысында тұрақсыз: U(IV) қайта тотығып, ерітіндіге қайтады.

Неміс-испан тобының жаңалығы бұл логиканы бұзады. Бактериялар U(IV) емес, аралық бес валентті U(V) күйін жасайды — бұрын қысқа мерзімді және тұрақсыз деп саналған. Алайда темірмен қосылып, оттегі әсер еткенде де тұрақтылығын сақтайтын FeU(V)O₄ түзіледі. Бұл тазартылған су аэрация кезінде қайта ластанатын бұрынғы биологиялық әдістерден түбегейлі айырмашылығы болып табылады.

Қазақстандық контекст

Қазақстан әлемдік уранның шамамен 43%-ын өндіреді — негізінен жерасты ұңғымалық шаймалау (ЖҰШ) әдісімен, бұл кезде қышқылды немесе сілтілі ерітінді қабатқа айдалып, уранды ерітіп, бетке сорылады. Бұл әдіс ашық өндіріске қарағанда ландшафтқа аз зиян келтіреді, бірақ жерасты ластануының ерекше проблемаларын туғызады және сулы горизонттарды кейіннен рекультивациялауды талап етеді.

Қолданыстағы нысандардан басқа, Қазақстанда кеңестік уран өнеркәсібінің елеулі мұрасы бар: Ақтөбе, Қызылорда және Оңтүстік Қазақстан облыстарындағы ескі кеніштер, қалдық қоймалары және ластанған аумақтар. Оларды рекультивациялау — мемлекет тарапынан ішінара қаржыландырылатын ұзақ мерзімді экологиялық міндет.

Ашылған механизмге негізделген биологиялық тазарту әдістері болашақта рекультивация құнын төмендетіп, ластанған сулы горизонттарды қалпына келтіру мүмкіндіктерін кеңейтуі мүмкін. Қазақстандық экологиялық реттеушілер мен «Қазатомөнеркәсіп» осы бағыттың дамуын қадағалауы керек — әсіресе технология далалық сынақтарға жақындаған сайын.

Авторлық қорытынды

Табиғат мыңдаған жылдар бойы ауыр металдарды түрлендіру үшін бактерияларды қолданып келеді — ғалымдар оның қалай жүретінін енді ғана түсіне бастады. FeU(V)O₄ түзілу механизмінің ашылуы — бүгінгі күннің қолданбалы шешімі емес, бірнеше жылдық зерттеулерден кейін уран шахталарын тазартудың жұмыс құралына айналуы мүмкін іргелі білім. Әлемдегі ең ірі уран секторы бар ел үшін бұл бағытты назарда ұстаған жөн.