Новое исследование изучает взаимодействие металловосстанавливающих бактерий с оксидом плутония

Учёные из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) обнаружили, что в анаэробных условиях наиболее распространённая в подповерхностных слоях форма плутония — аморфный гидроксид плутония(IV) — не становится растворимой. Напротив, при контакте с диссимиляторными железовосстанавливающими бактериями (DIRB) он становится более кристаллическим. Однако в присутствии хелатирующего агента ЭДТА состояние окисления плутония понижается, и образующаяся химическая форма становится значительно более растворимой. Этот эффект резко усиливается электронным шаттлом AQDS.

Исследование, опубликованное в журнале Environmental Science & Technology, важно для прогнозирования миграции плутония в окружающей среде, например, на участках хранения радиоактивных отходов, таких как Хэнфордский комплекс. Работа даёт дополнительные доказательства, что Pu(III) в комбинации с хелатирующим агентом имеет гораздо более высокую мобильность и способность достичь грунтовых вод, чем Pu(IV). Также подчёркивается экологическая важность коллоидного плутония, который может перемещаться не в виде растворённой соли, а в виде мельчайших взвешенных частиц.

Учёные систематически изучали мобилизацию и химическую форму плутония в присутствии различных комбинаций DIRB, ЭДТА, AQDS и водорода (H₂). Методами рентгеновской абсорбционной спектроскопии и просвечивающей электронной микроскопии они показали, что Pu(IV) гидроксид становится более кристаллическим в присутствии DIRB. «Наше исследование дало нам уникальную возможность изучить редокс-химию плутония с помощью биологии, одновременно исследуя биологию с помощью необычного геохимического твёрдого вещества — гидроксида плутония», — отметил ведущий автор работы Энди Плаймейл.