El control de la contaminación por uranio siempre ha sido un problema difícil en el campo de las ciencias ambientales, porque este metal pesado puede cambiar fácilmente su forma química con los cambios ambientales. Una vez que el uranio se libera del mineral y se convierte en un estado soluble, puede difundirse fácilmente a través del agua subterránea, causando daños ecológicos impredecibles. Sin embargo, un estudio publicado recientemente en Nature Communications trajo un giro inesperado: ciertas bacterias que viven en la naturaleza pueden convertirse en un "sello natural" para frenar la propagación del uranio.
La investigación, realizada conjuntamente por el Helmholtz Zentrum Dresden-Rosendorf (HZDR) en Alemania, Wismut GmbH y la Universidad de Granada en España, centró su atención en los microorganismos que se encuentran en las profundidades de las minas. Los investigadores tomaron muestras de agua de una mina de uranio inundada en las Montañas Ore, que contenía comunidades bacterianas naturales que se habían adaptado durante mucho tiempo al ambiente extremo de la mina. En el laboratorio, los investigadores simularon el entorno natural anóxico a unos 2.000 metros bajo tierra y añadieron glicerol a las muestras de agua como fuente de energía para las bacterias. La glicerina es una sustancia orgánica común que también se encuentra comúnmente en los hongos que descomponen la madera.
Después de 130 días de seguimiento continuo, surgieron resultados sorprendentes: aproximadamente el 95% del uranio disuelto en el agua se eliminó con éxito. Mediante técnicas avanzadas de microscopía y análisis espectroscópico, el equipo de investigación descubrió aún más el mecanismo químico detrás de esto. Los análisis mostraron que después de que las bacterias ingirieron glicerol, inmovilizaron metabólicamente uranio en sus paredes celulares. Más importante aún, el uranio forma una rara forma de uranio pentavalente (U(V)) bajo esta acción, y además se combina con hierro y oxígeno para formar un compuesto llamado FeU(V)O4.
Generalmente se considera que el uranio pentavalente es extremadamente inestable y de vida corta en el entorno natural, pero el nuevo compuesto descubierto esta vez muestra una estabilidad extremadamente fuerte. Los investigadores mencionaron que el compuesto se había encontrado previamente en suelos contaminados por bombas de uranio durante más de 25 años y no se degradaba ni siquiera cuando se exponía al aire. El nuevo estudio demuestra por primera vez que las bacterias desempeñan un papel central en la formación de este compuesto en particular, y que su producción aumenta incluso cuando la biomasa bacteriana seca se expone al oxígeno.
Este descubrimiento no sólo llena el vacío en la comprensión de la comunidad científica sobre el mecanismo de formación natural de este compuesto, sino que también proporciona una dirección de investigación prometedora en el campo de la biorremediación. Aunque esta tecnología aún se encuentra en la etapa de investigación de laboratorio y es necesario verificar más su confiabilidad en el medio ambiente natural y su desempeño a largo plazo para responder a los cambios ambientales, proporciona una nueva idea para controlar la contaminación de uranio. En el futuro, el equipo de investigación explorará más a fondo los detalles de las reacciones bioquímicas de estas "bacterias fijadoras de uranio" y espera "bloquear" por completo estos peligrosos contaminantes de metales pesados dentro de un rango seguro mediante el poder de los microorganismos.