Bakterien reinigen toxisches Uran im Wasser zu 96 Prozent

Experten des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) in Deutschland, der Universität Granada und der Wismut GmbH haben es geschafft, gelöstes toxisches Uran in eine stabile chemische Verbindung umzuwandeln. Laut ixbt.com wurden dabei Mikroorganismen eingesetzt, was eine Reinigung des Wassers von dem Schwermetall um 96 Prozent ermöglichte. Dies berichtet Ixbt.com berichtet .

Es stellte sich heraus, dass die Experimente mit Wasserproben aus der Uranlagerstätte im gefluteten Schlema-Alberoda im deutschen Erzgebirge durchgeführt wurden. Unter Laborbedingungen in einer sauerstofffreien Umgebung wurde den Proben Glycerin zugesetzt, ein Abbauprodukt von Pflanzen- und Tierfetten.

Versuchsergebnisse und wissenschaftliche Entdeckung

Glycerin diente den Mikroorganismen als Nahrungsquelle. Infolgedessen sank die Konzentration des gelösten Urans nach 130 Tagen von 1 mg/l auf 0,04 mg/l. Die Bakterien nahmen das Metall nicht nur auf, sondern fixierten es auch fest an ihren Zellwänden.

Mithilfe von Hochpräzisionsspektroskopie und -mikroskopie am ESRF-Synchrotron in France wurde die chemische Form des gebundenen Urans untersucht. Den Analysen zufolge ging das Metall in einen pentavalenten Zustand über und bildete eine Verbindung aus Uran, Eisen und Sauerstoff.

Veränderungen im geochemischen Zyklus

In der Wissenschaftsgeschichte wurde fünfwertiges Uran nur als äußerst instabile Zwischenstufe bewertet. Es wurde jedoch festgestellt, dass es unter neuen Bedingungen in einer sauerstofffreien Umgebung über 130 Tage und bei Kontakt mit atmosphärischer Luft bis zu vier Wochen stabil blieb.

Diese Entdeckung hat die klassischen Vorstellungen über den geochemischen Kreislauf des Urans völlig verändert. Zuvor wurde angenommen, dass sechswertiges Uran direkt in einen vierwertigen Zustand übergeht und anschließend das Mineral Uraninit bildet.

Die neu identifizierte Verbindung weist eine hohe thermodynamische Stabilität auf und dient als zuverlässiger Puffer, der verhindert, dass das radioaktive Element selbst bei Schwankungen des Redoxpotenzials wieder in Lösung geht und sich ausbreitet.

Die in Nature Communications veröffentlichten Forschungsergebnisse bilden die Grundlage für die Entwicklung wirtschaftlich effizienter Strategien zur industriellen Abwasserreinigung. Die Stimulierung lokaler Bakterienaktivität mit Glycerin ermöglicht die Fixierung von Radionukliden direkt in Wasserkörpern.