Уран (IV) оказался подвижным в естественном водно-болотном угодье

Исследователи, изучавшие естественное водно-болотное угодье возле бывшего уранового рудника во французском регионе Лимузен, обнаружили, что в определённых условиях уран может частично повторно мобилизоваться в окружающую воду. Результаты, опубликованные в Nature Communications, показывают, что это происходит благодаря связыванию урана с мельчайшими металлическими и органическими соединениями при участии бактерий. Работа выполнена в сотрудничестве с HZDR в Германии и Areva во Франции.

В природе уран существует в двух формах: U(IV) и U(VI). Ранее считалось, что U(IV) обездвиживается в виде минерала, а U(VI) — единственная хорошо растворимая форма. Однако учёные выяснили, что в водно-болотных угодьях, где бактериальные или химические процессы превращают U(VI) в U(IV), последний может быть нерастворимым, но при этом высокоподвижным. Это меняет представление о том, что такое превращение всегда надёжно изолирует загрязнитель.

Для ремобилизации урана из угодья необходимо стечение специфических условий: наличие подвижной формы U(IV), большое количество органического вещества и железа, а также относительно низкое содержание сульфидов. В изученном угодье уран присутствовал в глинистом слое в виде мельчайших агрегатов подвижного U(IV) вместе с железом, а среда была насыщена бактериями и нитевидными органическими частицами. Бактерии, используя железо для получения энергии, трансформируют его в форму, которая связывается с этими органическими «нитями». Затем железо, подобно бусинам на нитке, мигрирует в почве, пока не встретит агрегаты U(IV), к которым и прикрепляется, вынося уран в водоток.

Это открытие указывает, что подвижность урана, считавшегося надёжно изолированным в водно-болотных угодьях, может быть недооценена. Одновременно исследование предлагает новую стратегию для повышения эффективности искусственных водно-болотных угодий по улавливанию урана: если обеспечить бактерии достаточным количеством сульфата, они будут продуцировать сульфид, который свяжет железо, прервав цепочку событий, ведущих к ремобилизации урана.