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I batteri possono immobilizzare l’uranio nelle acque contaminate
Un gruppo guidato dal Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), con Wismut GmbH e l’Università di Granada, ha mostrato per la prima volta che batteri presenti nell’acqua di miniera possono trasformare l’uranio disciolto in un composto stabile, se ricevono glicerolo come fonte di nutrimento. Il risultato riguarda un problema concreto: quando l’uranio viene liberato dai minerali e diventa solubile, può spostarsi nelle falde e diffondere la propria tossicità nell’ambiente.
Lo studio, pubblicato su Nature Communications, ha usato acqua prelevata da una miniera di uranio allagata nei Monti Metalliferi, gestita da Wismut. In laboratorio, i ricercatori hanno aggiunto una quantità controllata di glicerolo e mantenuto i campioni senza ossigeno, così da riprodurre l’ambiente della comunità batterica a circa 2.000 metri di profondità, dove l’ossigeno è scarso o assente. Il glicerolo, componente di base dei grassi, può anche formarsi naturalmente durante la decomposizione del legno da parte dei funghi.
Quando i microrganismi hanno cominciato a consumare il glicerolo, la concentrazione del metallo in soluzione è scesa nettamente. Dopo 130 giorni, nell’acqua rimaneva circa il 5% dell’uranio disciolto iniziale. Le analisi hanno confermato che il resto non era scomparso, ma si era accumulato nelle pareti cellulari dei batteri. È una distinzione cruciale: il processo non distrugge l’elemento radioattivo, bensì ne cambia la forma chimica e quindi, potenzialmente, la mobilità.
Per identificare il prodotto, il gruppo ha combinato microscopia e spettroscopia, includendo esperimenti alla Rossendorf Beamline presso l’European Synchrotron Radiation Facility di Grenoble. Gli strumenti hanno rilevato una quota insolitamente alta nella condizione chimica detta valenza 5. Questo stato pentavalente era considerato raro e in genere transitorio, poiché in natura l’uranio compare soprattutto con valenza 4 o 6.
L’uranio pentavalente era legato a ferro e ossigeno nel composto FeU(V)O4, già osservato nel 2020 in terreni croati contaminati da munizioni all’uranio, dove era rimasto stabile per oltre 25 anni. Finora, però, non era chiaro come potesse formarsi in natura né che i batteri potessero partecipare al processo. Quando la biomassa batterica essiccata è stata esposta all’ossigeno, la quantità del composto è addirittura aumentata, anziché diminuire.
Questa stabilità anche in presenza d’aria suggerisce che l’attività microbica potrebbe convertire una frazione dell’uranio mobile in una forma meno incline a viaggiare con l’acqua. Non equivale ancora a una tecnica pronta per il biorisanamento: l’esperimento è stato condotto in condizioni controllate e non stabilisce quanto il fenomeno sia efficiente, duraturo o sicuro in siti contaminati diversi. Rimangono inoltre da valutare il comportamento del composto nel tempo e le conseguenze ecologiche dell’intervento.
I ricercatori intendono ora studiare più a fondo i batteri capaci di legare l’uranio e ricostruire i passaggi biochimici e geochimici della trasformazione. Comprendere quali specie siano coinvolte, quali condizioni favoriscano la reazione e quanto il composto resista nei sistemi naturali servirà a stabilire se il trattamento biologico possa affiancare le tecniche esistenti per limitare la contaminazione delle acque. Per ora, lo studio documenta un meccanismo promettente, non la neutralizzazione definitiva dell’uranio.
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