Bactérias podem estabilizar urânio na mina Wismut GmbH Schlema-Alberoda

A exploração da Wismut GmbH Schlema-Alberoda, uma das maiores minas de urânio do planeta, no que então era a Alemanha Oriental sob influência soviética, deixou como herança um passivo ambiental perigoso.

Só que, na água contaminada que inundou a mina desde então, a própria evolução pode já estar preparando uma saída.

O fechamento da mina Wismut GmbH Schlema-Alberoda e a água contaminada

A operação foi encerrada em 1990, com a reunificação da Alemanha, e desde então vem passando por ações de remediação caras e demoradas.

Com o fim das atividades, as galerias subterrâneas acabaram alagadas, e essa água passou a exigir tratamento contínuo.

Você provavelmente já sabe que o urânio bruto é altamente radioativo e que o contacto com ele - por exemplo, ao beber água contaminada - pode causar danos graves em humanos e em outros seres vivos.

Ainda assim, alguns organismos conseguem prosperar nessa água carregada de urânio: ali existe um ecossistema inteiro de micróbios.

E, como cientistas descobriram recentemente, esses microrganismos conseguem estabilizar o urânio quando certas condições são atendidas.

Como os micróbios usam glicerol e alteram o urânio

O estudo foi conduzido por microbiologistas e ecologistas de recursos do Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), na Alemanha, e da Universidade de Granada, em Espanha. Os resultados foram publicados na revista Nature Communications.

"As investigações do nosso grupo já tinham mostrado que bactérias conseguem usar o urânio dissolvido na água no seu metabolismo quando têm acesso ao glicerol como fonte de alimento", explica a microbiologista Evelyn Krawczyk-Bärsch, do HZDR.

"O nosso estudo revelou, pela primeira vez, que bactérias alimentadas com glicerol como fonte de carbono conseguem transformar urânio tóxico dissolvido em água num composto químico estável."

Para os testes, Krawczyk-Bärsch e a equipa começaram com amostras de água recolhidas na entrada da estação de tratamento da mina Wismut GmbH Schlema-Alberoda.

"Queríamos reproduzir as condições naturais da comunidade bacteriana já presente na água da mina, porque a uma profundidade de aproximadamente 2,000 metros normalmente há pouco ou nenhum oxigénio", afirma o microbiologista do HZDR Antonio Newman-Portela.

Ao incubarem as bactérias com glicerol, os investigadores observaram que elas converteram o urânio para um estado pentavalente.

Urânio pentavalente e a formação de FeU(V)O₄

No estado pentavalente, o urânio apresenta um estado de oxidação incomum de +5. Isso altera a forma como ele se liga a outros elementos, tornando mais fácil "aprisioná-lo" em minerais estáveis.

"O urânio costuma ocorrer com valência 4 ou 6. O urânio pentavalente existe, mas é raro ou apenas transitório. Até agora, ele tinha sido observado num estado de oxidação instável", explica Antonio Newman-Portela.

Na presença das bactérias, o urânio pentavalente combina-se então com ferro e oxigénio e forma FeU(V)O₄ - um composto que os cientistas já conheciam, mas para o qual ainda não existe um nome "comum".

O que não se sabia era que esse composto podia surgir naturalmente e, menos ainda, que bactérias participavam do processo.

"Depois de 130 dias, apenas cerca de 5% do urânio dissolvido na água permaneceu nas amostras", diz Newman-Portela.

As bactérias não só incorporaram urânio nas suas paredes celulares, como também uma proporção invulgarmente alta desse urânio estava no estado pentavalente. Com isso, o FeU(V)O₄ formou-se com mais facilidade, sobretudo quando as amostras de água foram secas e expostas ao oxigénio.

A contaminação radioativa por urânio é um problema global.

Nos Estados Unidos, na Índia, no Canadá, em França, na África do Sul e na Austrália, águas superficiais e subterrâneas por vezes excederam a diretriz de 0.03 miligrama por litro para contaminação por urânio.

Será que as bactérias podem fazer parte da solução?

"Nas últimas três décadas, a biorremediação tem sido estudada como uma alternativa de baixo custo ao tratamento físico-químico de água", escrevem os autores.

"Estudos de campo [usando métodos biológicos] demonstraram uma redução substancial do urânio, ao mesmo tempo que evitam a geração de lodo secundário."

É possível que essas bactérias se tornem aliadas na tentativa de limpar a contaminação nuclear - não apenas na Alemanha, mas também no resto do mundo.

"Embora derivem de um único cenário geoquímico, os processos identificados aqui são amplamente aplicáveis a outras águas contaminadas", concluem os autores.

Mas, como ressalta Krawczyk-Bärsch, "ainda precisamos investigar até que ponto as bactérias podem ajudar a tornar o urânio inofensivo para fins de remediação".

A pesquisa foi publicada na Nature Communications.

Este artigo foi verificado quanto a factos por Carly Cassella e editado por Rebecca Dyer. Embora tenhamos orgulho do nosso processo, somos humanos. Se encontrar algum erro, por favor avise-nos.