Мікроорганізми можуть сприяти переміщенню урану та інших потенційно токсичних металів із відходів старої шахти на поверхню ґрунту. Такого висновку дійшли дослідники, які вивчали покинуте гірниче виробництво Маунт-Пейнтер у Південній Австралії. Аналіз показав несподівано високі концентрації металовмісних наночастинок у верхніх шарах відвалів, які, як вважалося, залишалися майже недоторканими десятиліттями.
Результати дослідження опублікували в Journal of Hazardous Materials. Науковці припускають, що мікроби можуть руйнувати стійкі мінерали та переводити токсичні елементи у форми, здатні легше поширюватися довкіллям. Однак поки що це гіпотеза, яку необхідно перевірити подальшими дослідженнями.
Спадщина Манхеттенського проєкту
У 1944 році гірські породи з копальні Маунт-Пейнтер у центральній частині Австралії відправили до США для експериментів у межах Манхеттенського проєкту — американської програми зі створення ядерної зброї.
Шахту зрештою закрили у 1965 році. Згодом територія увійшла до природоохоронної зони Аркарула, відомої своїми посушливими ландшафтами та дикою природою. Вважалося, що уран та інші елементи в гірничих відходах залишаються переважно в стабільних мінеральних формах, які обмежують їхнє поширення.
Проте нові зразки, взяті з поверхні відвалів ділянки Number 6 Workings, поставили це припущення під сумнів. Дослідники виявили, що у верхніх 10 сантиметрах відходів накопичилися полімetalеві наночастинки — надзвичайно дрібні частинки, які містять кілька металевих елементів.
Геолог Жоель Брюггер зазначає, що ці результати ставлять під сумнів традиційне уявлення про те, ніби токсичні метали в посушливих умовах надійно ізольовані природою. За його словами, мікроорганізми можуть діяти як мікроскопічні фабрики, руйнуючи стабільні мінерали та вивільняючи такі елементи, як уран.
Як мікроби можуть поширювати токсичні метали
Дослідники припускають, що мікроорганізми можуть перетворювати малорозчинні фосфати, які містять токсичні елементи, на колоїдні форми. Колоїди складаються з дуже дрібних частинок, здатних залишатися зваженими в рідині та переміщуватися разом із водою.
Для Аркарули це має особливе значення. Дощі в регіоні випадають рідко, але влітку трапляються інтенсивні грози, які можуть спричиняти раптові паводки. Якщо урановмісні частинки переходять у рухоміші форми, потоки води потенційно можуть переносити їх далеко за межі шахтних відвалів.
Це створює ризик забруднення ґрунту та водних шляхів. Уран становить небезпеку для здоров’я через радіоактивність і хімічну токсичність. Вплив залежить від дози та способу потрапляння в організм, зокрема через забруднену воду або вдихання частинок.
Водночас науковці поки не довели, що саме мікроби спричинили виявлені зміни. Для підтвердження цього механізму потрібні додаткові дослідження. В інших регіонах світу вже фіксували взаємодію стійких до радіації мікроорганізмів із урановмісними відходами, однак цього недостатньо, щоб остаточно встановити причину процесів у Маунт-Пейнтері.
Чому проблема стосується не лише старих шахт
Виявлений механізм може мати значення далеко за межами Австралії. Попит на мідь, рідкісноземельні елементи та уран зростає через розвиток промисловості, електрифікацію транспорту й перехід енергетики від викопного палива до інших джерел енергії.
Водночас у багатьох родовищах рідкісноземельних елементів трапляються також уран і торій. Навіть якщо ці елементи не є основною метою видобутку, вони можуть потрапляти до відходів і створювати додаткові екологічні ризики.
Зі зниженням вмісту корисних компонентів у рудах для отримання тієї самої кількості металу доводиться переробляти більше породи. Це збільшує обсяг відходів, з якими потрібно безпечно поводитися протягом тривалого часу.
Мікробіолог-еколог Сантону Саньял наголошує, що розуміння взаємодії місцевих мікроорганізмів із гірничими відходами необхідне для запобігання прихованому довготривалому забрудненню.
Дослідження не означає, що забруднення за межами шахти вже підтверджене або що небезпечні концентрації урану виявлено в навколишніх водоймах. Однак воно вказує на можливий механізм, який слід враховувати під час оцінювання старих відвалів і планування майбутніх гірничих робіт.
Навіть після закриття шахти її екологічний вплив може тривати десятиліттями. Тому для безпечного поводження з відходами важливо враховувати не лише хімічні властивості мінералів, а й діяльність мікроорганізмів, здатних змінювати їхню рухливість у довкіллі.