Uranyumu "Soluyarak" Etkisiz Hale Getiren Bakteri!

Uranyum “soluyan” bir bakteri türü nükleer silah yapmak için uranyum cevheri işlenen mevkilerin kirletilmiş yer altı sularını temizlemede anahtar görevi görebilir.

Rutgers Üniversitesinden bir grup bilim insanı, Denver’ın yaklaşık 300 km batısındaki Rifle/Colarado’da bulunan eski bir uranyum cevher işleme merkezindeki toprakta, bu yazıya konu olan bakteriyi keşfetti. Bakterinin keşfedildiği yer nükleer silah üretiminin doruk noktaya ulaştığı zamanlardan kalma Colorado’daki dokuz cevher işleme merkezinden birini içeriyor.

ABD Enerji Bakanlığı projelerinden biri olan araştırma, yıllar önce toprağa sızarak bugün alandaki içme suyunu tehlikeli hale getiren uranyumun mikroorganizmalar tarafından hapsedilip edilemeyeceğini araştırıyor.

Araştırma ekibinin PLoS ONE dergisinde bu buluşu bilim insanlarının yaygın bir bakteri türü olan betaproteobacteria türünün uranyum soluyabildiğini gözlemlediği ilk olaydır. Bu bakteri türü yaşam enerjisini elde etmek için uygulaması gereken bir dizi kimyasal reaksiyonu hem oksijen hem de uranyum kullanarak gerçekleştirebiliyor. Çevre ve Biyoloji Bilimleri Fakültesi’nde deniz ve kıyı bilimleri profesörü olan Lee Kerkhof’un sözleri şöyle:

Yeni keşfedilen bakteri türü sudaki uranyum bileşimleriyle etkileşerek uranyumu hareketsiz kılıyor. Nihayetinde artık yer altı sularında çözünmüş halde bulunamayan uranyum yüzeyden alınan içme suyunu kirletemiyor.

Kerkhof ABD Enerji Bakanlığı araştırmacılarıyla birlikte çalışan Rutgers ekibinin başında bulunuyor. 

Mikrobiyal dünyada uranyum solumanın pek yaygın olduğu söylenemez. Uranyum soluyabilen bakterilerin birçoğu oksijen soluyamaz fakat genellikle katı demir formları olan metal bileşimlerini soluyabilirler. Bilim insanları, demir bileşenlerini soluyabilen bakteriler aktif olduğunda yer altı sularındaki uranyum konsantrasyonunda düşüşü zaten gözlemlemişlerdi sonunda bu bakterilerin doğrudan uranyum soludukları da gösterildi.

Bakterinin uranyum üzerinde uyguladığı kimyasal reaksiyon aslında bilinen bir “indirgeme” veya elektron alışverişi. Kerkhof’un açıklamasına göre, bu bakteriler tarafından indirgenen uranyumun daha sonra yüzey altında nasıl davrandığı hala gizemini koruyor. Kerkhof ve ekibi, bakterilerin uranyum nanopartikülleri oluşturduğunu düşünüyorlar. Fakat işin mineralojisi hala yeterince bilinmiyor ve devam etmekte olan araştırmanın konularından birini oluşturuyor.

Rutgers ekibi Rifle’dan gelen örneklerdeki uranyumun insanlar için olduğu kadar mikroorganizmalar için de toksik olduğunu fark edip uranyum soluyan bu bakteriyi laboratuvar ortamında izole edebildi. Uranyumun hareketsiz olduğu örneklere yeniden azar azar doğru oranlarda çözünmüş uranyum konsantrasyonu ekleyip bakteriyel aktivitenin işaretlerini gözlemlemeye çalıştılar. Doğru oranda konsantrasyonu bulduklarında, alışılmışın dışında olan bu türü izole etme şansını artık yakalamışlardı.

Kesin olarak bu türün nasıl evrimleştiği sorusuna Kerkhof şu an için emin olmadıkları cevabını vermekle beraber bakterilerin birbirlerine genlerini aktarabildiğini söylüyor. Nasıl ki bir bakteri antibiyotik veya ağır metal toksisitesine bağışıklık kazanabiliyorsa, bu bakteri de aynı şekilde “uranyum toksisitesinin nötrlenmesini, hatta uranyumla beslenerek büyümesini sağlayan genetik bir unsur kazanmış durumda.” Kerkhof’un araştırma ekibi gelecekteki genetik çalışmalar için bakterinin gen dizilim haritasını tamamladı. Böylece ileride hangi genetik unsurun bakteriye uranyumla beslenerek büyüme şansı sağladığını bulmayı ümit ediyorlar.

Kerkhof, Rifle’deki bu yer altı suları kirliliği sorununun etkilerini azaltmada söz konusu bakterilerin potansiyeline oldukça güveniyor. Başlangıçta bilim insanları yer altı sularının, içerdiği çözünmüş uranyumla birlikte doğruca Colorado Nehri'ne akacağını ve böylece tehlikesiz seviyelere seyreltilmiş olacağını düşünüyorlardı. Fakat bu gerçekleşmedi. Elde olan diğer temizleme yöntemlerinden kirlenmiş toprağı kazarak çıkarmak veya kuvvetli kimyasallar kullanmak ise ya çok masraflı ya da zararlı işlemler.

Kerkhof’a göre “radyoaktif maddelerin görece seyreltik fakat yine de tehlikeli kabul edilen sınırlarda gezdiği bu gibi durumlarda, kirliliği temizlemek için kullanılacak yol biyolojinin ta kendisi.” Eğer bakterileri kullanma yaklaşımı başarılı olursa, uranyumun nükleer silah veya elektrik santrali yakıtı için işlendiği diğer yerlerde de bu yöntem kullanılabilir. Şu an bu tarz problemler çok yaygın olmamakla beraber Kerkhof’a göre kirlenme tehlikesi içeren birçok su kaynağı var. Ayrıca problem, uranyum cevheri işlenen bölgeler dışına da yayılabilir.

Kerkhof’a göre Orta Doğu gibi savaşın yaşandığı yerlerde de yer altı suları yüksek seviyede uranyum içerme riskine açık durumda olabilir çünkü zırh delici mühimmatların çoğunda seyreltilmiş uranyum kullanılmaktadır.

Not: Bu yazıyı çeviren Umur Ulaş Harman'a teşekkür ederiz.