Βιολογική απορρύπανση ραδιενεργών μετάλλων

Τα ραδιενεργά μέταλλα, όπως το Ουράνιο (U), είναι ανόργανοι ρύποι σε περιοχές που υπάρχουν πηγές ραδιενέργειας και όταν μολύνουν τα υπόγεια ύδατα αποτελούν κίνδυνο για τη ζωή. Μια εναλλακτική και μάλιστα βιολογική λύση απορρύπανσης είναι με τη βοήθεια των μικροβίων.

Ειδικά στο διάστημα 1950-1960, φυσικά και τεχνητά ραδιονουκλίδια απελευθερώνονταν κατά την παραγωγή και δοκιμή πυρηνικών οπλικών συστημάτων. Ενώ στο πρόβλημα προστίθενται τα ατυχήματα σε εργοστάσια παραγωγής πυρηνικής ενέργειας και οι διαρροές από αποθηκευμένα πυρηνικά απόβλητα. Τέτοια παραδείγματα είναι η καταστροφή του Τσερνόμπιλ στην Ουκρανία τον Απρίλιο του 1986 με την έκρηξη του πυρηνικού αντιδραστήρα και την πρόσφατη βλάβη τον πυρηνικών αντιδραστήρων στη Φουκουσίμα της Ιαπωνίας από το τσουνάμι του 2011.

Μπορεί οι υψηλές ποσότητες ραδιενέργειας να είναι τοξικές για τους περισσότερους ζωντανούς οργανισμούς αλλά όχι και για κάποιους μικροοργανισμούς. Μικροοργανισμοί που αναπτύσσονται σε περιοχές ρυπασμένες με ραδιενεργούς ρύπους και εγκαταστάσεις παραγωγής πυρηνικής ενέργειας έχουν αυξημένη ανεκτικότητα στη ραδιενέργεια. Μπορούν λοιπόν να απομονωθούν και να δώσουν μία βιολογική λύση στο πρόβλημα.

Τρόποι απορρύπανσης Ουρανίου

Θείο-αναγωγικά βακτήρια της οικογένειας Geobacter μετατρέπουν το διαλυτό Ουράνιο U+6 σε μια πιο αδιάλυτη μορφή το U+4 που δεν διαχέεται στο έδαφος και μπορεί να απομακρυνθεί πιο εύκολα. Μάλιστα τα βακτήρια χρησιμοποιούν τα μέταλλα ή τις οξειδωμένες τους μορφές ως δέκτες ηλεκτρονίων για την παραγωγή ενέργειας με τη μορφή ΑΤΡ. Αναπτύσσονται υπό αναερόβιες συνθήκες και χρειάζονται πηγή άνθρακα και κάποιο οργανικό μόριο ως δότη ηλεκτρονίων.

bacteriaεικόνα © bbc.co.uk

Ένας άλλος τρόπος απορρύπανσης είναι η αδρανοποίηση του Ουρανίου δημιουργώντας σύμπλοκα με φωσφορικές ομάδες. Μικροοργανισμοί έχουν την ικανότητα να ελευθερώνουν στο περιβάλλον φωσφορικά ιόντα που δημιουργούν αδιάλυτα σύμπλοκα με τα μέταλλα.

Η προσρόφηση του Ουρανίου στις κυτταρικές μεμβράνες μικροοργανισμών είναι επίσης μια αποτελεσματική μέθοδος. Τα κατιόντα Ουρανίου δεσμεύονται στα αρνητικά φορτισμένα συστατικά των κυτταρικών μεμβρανών των μικροοργανισμών. Το σημείο πρόσδεσης των μετάλλων είναι διαφορετικό για κάθε μικροοργανισμό.

Η μεγαλύτερη πρόκληση είναι η απομάκρυνση ραδιενεργών ρύπων παρουσία και άλλων ρύπων όπως ανιόντα, μέταλλα, οργανικές ενώσεις και χηλικοί παράγοντες. Καθώς και να μελετηθεί η επίδραση στο περιβάλλον των τελικών προϊόντων που θα προκύψουν από κάθε μέθοδο βιολογικής απορρύπανσης.

 

--

Πηγές:

1η εικόνα © Greenpeace

content.time.com

Nevin, K. P., Finneran, K. T., & Lovley, D. R. (2003). Microorganisms associated with uranium bioremediation in a high-salinity subsurface sediment.Applied and environmental microbiology,69(6), 3672-3675.

Cologgi, D. L., Lampa-Pastirk, S., Speers, A. M., Kelly, S. D., & Reguera, G. (2011). Extracellular reduction of uranium via Geobacter conductive pili as a protective cellular mechanism.Proceedings of the National Academy of Sciences,108(37), 15248-15252.

Horikoshi, T., Nakajima, A., & Sakaguchi, T. (1981). Studies on the accumulation of heavy metal elements in biological systems.European journal of applied microbiology and biotechnology,12(2), 90-96.

Francis, A. J. (2002). Microbial Transformations of Uranium Complexed with Organic and Inorganic Ligands. InUranium in the Aquatic Environment (pp. 447-454). Springer Berlin Heidelberg.

Χρησιμοποιούμε cookies που μας επιτρέπουν μια σειρά από λειτουργίες που ενισχύουν την εμπειρία σας στην ιστοσελίδα μας.
Κάνοντας κλικ στο "Συμφωνώ" ή συνεχίζοντας να χρησιμοποιείται την ιστοσελίδα bioximikos.gr συμφωνείτε με τη χρήση cookies.