在 130 天的时间里,矿石山深处的细菌将受铀污染的矿井水变成了化学陷阱,去除了 95% 的溶解金属,并形成了一种可以保持稳定数十年的稀有化合物

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来源:经济时报

地下深处,阳光无法到达且氧气稀缺,普通细菌可能正在执行意想不到的化学把戏。为微生物提供一种称为甘油的简单食物来源,它们可以帮助从受污染的矿水中提取溶解的铀。在使用真实矿井水进行的实验室实验中,研究人员发现,大约 90% 至 95% 的溶解铀在几周内被去除,而部分铀被锁定为一种罕见的五价形式,可以保持非常稳定。

这一发现很重要,因为铀并不总是安全地埋在岩石内。采矿会将含铀矿物暴露在水中并改变金属的化学状态。

在氧化 U(VI) 形式下,铀可以变得相对流动,使其能够穿过地下水和受污染的环境。这种流动性是铀污染在采矿停止后仍能持续很长时间的原因之一。这项新研究表明微生物化学可能提供另一种固定它的途径。

为什么溶解铀难以控制

铀具有放射性和化学毒性,但其环境行为很大程度上取决于其氧化态。六价态的铀,写作U(VI),在受污染的地下水中特别重要,因为它可以与碳酸盐和其他分子形成可溶性络合物。它不是固定在矿物表面,而是可以随流水移动并可能到达生态系统或水源。

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涉及将 U(VI) 还原为 U(IV) 的微生物。 U(IV) 在许多缺氧条件下的溶解度要低得多,并且可以沉淀为铀矿(一种二氧化铀矿物)。这种转变可以有效地将铀从溶解相中取出。但新的研究表明,化学反应并不一定仅限于此。细菌还可以帮助产生 U(V),这是一种传统上被视为短暂中间体的氧化态。

这是这个发现的不寻常部分。