Необогащенный уран может появиться откуда не ждали
Кэрри Вебер из Университета Небраски-Линкольна и ее коллеги экспериментально подтвердили, что нитраты, соединения, часто встречающиеся в удобрениях и отходах животноводства, могут помочь переносить встречающийся в природе уран из-под земли в грунтовые воды.
Новое исследование подкрепляет работу 2015 года под руководством Вебер, показывающую, что водоносные горизонты, загрязненные высоким уровнем нитратов, содержат концентрации урана, намного превышающие безопасный порог.
Повышенные концентрации урана вызывают повреждение почек у людей, особенно при регулярном употреблении с питьевой водой. Исследователи уже установили, что растворенный неорганический углерод может химически отделять следы природного нерадиоактивного урана из подземных отложений, в конечном итоге подготавливая его для переноса в грунтовые воды.
Но исследование 2015 года, показало, что в некоторых районах водоносного горизонта Хай-Плейнс содержание урана в 89 раз превышает пороговое значение. Это заставило Вебер предположить в том, что нитраты тоже вносят свою лепту.
Для проверки гипотезы команда извлекла два цилиндрических керна отложений из водоносного горизонта недалеко от Альды, в штате Небраска. Исследователи знали, что это место не только содержит естественные следы урана, но и позволяет грунтовым водам течь на восток в соседнюю реку Платт.
Их целью было воссоздать этот поток в образцах отложений, а затем определить, увеличит ли добавление нитрата в воду количество урана, унесенного вместе с ним.
— Кэрри Вебер.
Позже команда заполнила илом несколько колонн, прежде чем прокачивать через них смоделированные грунтовые воды примерно с той же скоростью, с которой они двигались под землей. В некоторых случаях вода не содержала ничего лишнего. В других исследователи добавили нитраты. Также ученые добавляли и нитрат, и ингибитор, предназначенный для остановки биохимической активности микроорганизмов, живущих в осадке.
Вода, содержащая нитраты, но лишенная микробного ингибитора, сумела унести примерно 85% урана — по сравнению с 55%, когда в воде не было нитратов, и 60%, когда она содержала нитраты, но также и ингибитор. Эти результаты показали, что нитраты и микробы причастны к дальнейшей мобилизации урана.
Результаты эксперимента также поддержали гипотезу, что ряд биохимических событий, инициированных микробами, превращает твердый уран в форму, которую можно легко растворить в воде. Во-первых, бактерии, живущие в осадке, отдают электроны нитрату, катализируя его превращение в соединение, называемое нитритом. Затем этот нитрит окисляется — крадет электроны — у соседнего урана, в конечном итоге превращая его из твердого минерала в жидкий.
Проанализировав последовательности ДНК, присутствующие в образцах отложений, команда идентифицировала несколько видов микробов, способных метаболизировать нитраты в нитриты. Хотя известно, что уран-мобилизирующая биохимия развивается в сильно загрязненных районах — урановых рудниках, местах переработки ядерных отходов — Вебер утверждает, что новое исследование является первым, установившим, что такой же процесс мобилизации происходит и в природных отложениях.
Новое исследование подкрепляет работу 2015 года под руководством Вебер, показывающую, что водоносные горизонты, загрязненные высоким уровнем нитратов, содержат концентрации урана, намного превышающие безопасный порог.
Повышенные концентрации урана вызывают повреждение почек у людей, особенно при регулярном употреблении с питьевой водой. Исследователи уже установили, что растворенный неорганический углерод может химически отделять следы природного нерадиоактивного урана из подземных отложений, в конечном итоге подготавливая его для переноса в грунтовые воды.
Но исследование 2015 года, показало, что в некоторых районах водоносного горизонта Хай-Плейнс содержание урана в 89 раз превышает пороговое значение. Это заставило Вебер предположить в том, что нитраты тоже вносят свою лепту.
Для проверки гипотезы команда извлекла два цилиндрических керна отложений из водоносного горизонта недалеко от Альды, в штате Небраска. Исследователи знали, что это место не только содержит естественные следы урана, но и позволяет грунтовым водам течь на восток в соседнюю реку Платт.
Их целью было воссоздать этот поток в образцах отложений, а затем определить, увеличит ли добавление нитрата в воду количество урана, унесенного вместе с ним.
Одна из вещей, в которой мы хотели убедиться, заключалась в том, что мы не изменили состояние урана, отложений или (микробного) сообщества, когда собирали образцы. Мы сделали все возможное, чтобы сохранить природные условия
— Кэрри Вебер.
Позже команда заполнила илом несколько колонн, прежде чем прокачивать через них смоделированные грунтовые воды примерно с той же скоростью, с которой они двигались под землей. В некоторых случаях вода не содержала ничего лишнего. В других исследователи добавили нитраты. Также ученые добавляли и нитрат, и ингибитор, предназначенный для остановки биохимической активности микроорганизмов, живущих в осадке.
Вода, содержащая нитраты, но лишенная микробного ингибитора, сумела унести примерно 85% урана — по сравнению с 55%, когда в воде не было нитратов, и 60%, когда она содержала нитраты, но также и ингибитор. Эти результаты показали, что нитраты и микробы причастны к дальнейшей мобилизации урана.
Результаты эксперимента также поддержали гипотезу, что ряд биохимических событий, инициированных микробами, превращает твердый уран в форму, которую можно легко растворить в воде. Во-первых, бактерии, живущие в осадке, отдают электроны нитрату, катализируя его превращение в соединение, называемое нитритом. Затем этот нитрит окисляется — крадет электроны — у соседнего урана, в конечном итоге превращая его из твердого минерала в жидкий.
Проанализировав последовательности ДНК, присутствующие в образцах отложений, команда идентифицировала несколько видов микробов, способных метаболизировать нитраты в нитриты. Хотя известно, что уран-мобилизирующая биохимия развивается в сильно загрязненных районах — урановых рудниках, местах переработки ядерных отходов — Вебер утверждает, что новое исследование является первым, установившим, что такой же процесс мобилизации происходит и в природных отложениях.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Поделили Москву на «зоны влияния»: генетики рассказали, как живут крысиные «народы» столицы
Почему московские грызуны оказались «неуязвимыми мутантами» и зачем им реки для жизни?...
Куда делась атомная бомба Гитлера? Физики увидели то, что упустили историки
Ученые подчеркивают: многие из громких мифов 1940-е годов, скорее всего, не выдержат проверки реальными фактами...
3700-летний вирус, спрятанный в средневековых книгах, только что убил 500 тысяч животных
Сколько еще патогенов дремлет в библиотечных хранилищах Европы и России, точно не скажет ни один ученый...
Самая известная мумия Южной Америки снова «заговорила»: последние ее месяцы были очень мрачными
Археологи говорят: именно на этой жестокой практике держалась вся империя инков...
«Выстрел» прямо в Землю: астрономы обнаружили черную дыру, выбрасывающую струю в сторону нашей планеты
Ученые рассказали, как это поможет разгадать важную космическую тайну...
Не хуже Тутанхамона: почему сокровища забытых цариц из Ассирии поразили ученых?
Особенно загадочной оказалось гробница II, причем ее тайна до конца не раскрыта и по сей день...
Черная смерть — двигатель прогресса: как эпидемия чумы в корне поменяла ход истории в Европе
Неожиданно: книгопечатание, отмена крепостного права, раскол западного христианства — это лишь немногие последствия пандемии...
Что будет с Азовским морем? Российские ученые просчитали четыре варианта развития событий
Исследователи объяснили, почему при любом раскладе море не будет прежним. Но каким тогда?...
Тихий океан стал вести странно: молодая вода быстро стареет, а старая, наоборот, молодеет. В чем причина?
Особенно страдает северная часть океана. Но и есть хорошая новость...
В морском льду Антарктиды протаяла дыра площадью с Португалию. Теперь ученые знают, почему
Эксперты говорят: сбой ледового ритма опасен для Мирового океана и планеты в целом...
Таинственные пещерные иероглифы в Мексике раскрывают давно потерянную письменность
Оказалось, что разгадки лучше всего искать не в городах, а на склонах гор в глуши...
40 000-летний подводный город нашли в Турции: почему официальная наука против такой даты?
Интересно, что древний объект находится недалеко от горы Арарат, где прямо сейчас ищут легендарный Ноев ковчег...
Земля... это космическая марионетка: оказалось, что Солнце и Луна могут трясти планету сутками
Сейсмологи рассказали, что наблюдения за космическими приливами, поможет предсказывать мегаземлетрясения, цунами и даже извержения вулканов...
Кита лечили тем, от чего обычно умирают: этот эксперимент изменил медицину
Одиннадцатилетняя белуха угасала от неизлечимой болезни, и тогда ученые пошли на рискованные опыты...
Он помогал нести крест Христу: надпись на саркофаге проливает свет на библейского персонажа
2000-летний гроб был найден еще 1941 году, но ученые до сих пор не пришли к какому-то общему мнению. Почему?...
За 320 миллионов лет Земля как минимум 4 раза опрокидывалась набок
Поразительное, но такое заваливание идет прямо сейчас. И геологи рассказали, как и почему это происходит...