Челябинские ядерщики считают, что бактерии помогут обеспечить безопасность захоронений радиоактивных отходов
10 Октября 2018
Фото: из архива редакции
Эта находка российских ученых стала сенсацией. Как сообщает сайт hi-news.ru, в местах захоронения радиоактивных отходов обнаружены бактерии, которые могут помочь в утилизации опасного для экологии радиоактивного материала.
«Радиофагов» нашли в ходе исследования подземных вод пункта глубинного захоронения жидких радиоактивных отходов (ЖРО) на полигоне «Северский» Сибирского химкомбината, принадлежащего госкорпорации «Росатом». Ученые РАН обнаружили в пробах подземных вод возле хранилища бактерии, которые могут переводить ионы радионуклидов в неактивные формы. Что это за микробы, подобно ящеру Годзилле из фантастического фильма «пожирающие» радиацию? И что находка может дать для нейтрализации радиоотходов в Челябинской области? 
Это и стало главной темой нашего разговора с Юрием Мокровым, доктором технических наук, советником генерального директора ПО «Маяк» по науке и экологии.
«Пожиратели» радиации
— Правда ли, что бактерии могут уничтожать ядерные отходы?
— Это не так. Правильнее говорить о том, что некоторые микроорганизмы (бактерии, планктон, микроводоросли и др.) обладают свойством «извлекать», поглощать и накапливать содержащиеся в воде загрязняющие вещества, в том числе и радионуклиды. Под термином «извлечение» следует понимать различные физико-химические и биологические процессы, приводящие к переходу растворимых в воде форм радионуклидов вовнутрь или на поверхность микроорганизмов. Эта способность известна уже давно, а новым важным результатом (но не открытием) является то, что такие микроорганизмы обнаружены в подземном пункте захоронения жидких радиоактивных отходов. При этом содержание радионуклидов в воде уменьшается, а в микроорганизмах увеличивается.
Когда мы говорим об одном микроорганизме (бактерии), то он забирает на себя очень небольшую часть загрязнения. Но если в каждом литре воды содержатся многие миллионы и миллиарды таких микроорганизмов, то концентрация загрязнителя в воде может заметным образом уменьшиться. При этом суммарная масса, активность радионуклидов в рассматриваемом объеме ЖРО остается неизменной, но перераспределяется между объемом воды и массой микроорганизмов в пользу последних.
— Закономерно возникает вопрос: что же тогда так заинтересовало ученых, если радиоактивные вещества никуда не исчезли, а остались в том же количестве в пункте захоронения ЖРО? В чем «польза» этих бактерий?
— Существование таких микроорганизмов может повысить безопасность пункта захоронения жидких радиоактивных отходов. Специалисты говорят о том, что микроорганизмы как бы образуют новый, не рассматриваемый и не учитываемый ранее биохимический барьер, препятствующий миграции радионуклидов из глубинного подземного пункта захоронения отходов и выходу радионуклидов на поверхность земли в зону обитания человека.
Растворенные в воде радионуклиды, находящиеся в ионной форме, могут относительно легко перемещаться, мигрировать в геологических формациях, то есть в той среде, которая окружает подземный пункт захоронения жидких радиоактивных отходов. Перемещение же микроорганизмов в почвенных грунтах, как правило, происходит со значительно меньшей скоростью. Поэтому если какая-то часть этих радионуклидов будет поглощена микроорганизмами, то есть они не вернутся обратно в воду при неизбежном отмирании бактерий (а это предстоит еще доказать), то общая скорость выхода радионуклидов на поверхность земли будет уменьшаться. При этом безопасность подземного пункта захоронения ЖРО будет возрастать.
— Возможно ли промышленное применение бактерий для борьбы с радиацией?
— Все известные методы так называемой фитобиоремедиации, то есть использования микроорганизмов и солнечной энергии для изменения форм нахождения радионуклидов и очистки объектов окружающей среды, пока широкого промышленного применения не находят, поскольку это слишком дорого и малоэффективно. Но такие исследования проводятся во многих странах, включая и Россию. Значительно больших успехов в промышленном использовании этих методов удалось достичь при ликвидации нефтяных и других органических загрязнений почвы и воды.
Судя по опубликованным материалам, выполненные в Институте физической химии и электрохимии имени Фрумкина и в Федеральном центре биотехнологии РАН исследования позволили найти микроорганизмы, которым для их жизнедеятельности не нужна солнечная энергия. Полученные результаты позволяют надеяться, что такие микроорганизмы могут быть использованы при создании биогеохимических барьеров для радионуклидов при закрытии пунктов глубинного захоронения жидких радиоактивных отходов.
Радиофагов — в Течу?
— Применяются ли такие противорадиационные биотехнологии в Челябинской области? Есть ли резон запустить, к примеру, радиофагов в реку Течу?
— Что касается Челябинской области, и конкретно ПО «Маяк», то у нас подобные эксперименты проводились неоднократно. Ученые давно заметили, что есть такие растения и микроорганизмы, которые интенсивно накапливают содержащиеся в воде загрязняющие вещества и тем самым способствуют ускорению очищения водоемов от радиоактивного загрязнения. Забирая радиацию, они затем отмирают, а находящиеся в их организме изотопы оседают на дне, в иле. Так работали и работают бактерии, фитопланктон, сине-зеленые водоросли в Теченском каскаде и даже на озере Карачай, куда в прежние годы сбрасывались радиоактивные отходы. О запуске в ту же Течу «сибирских» бактерий говорить пока рано, нужны тщательные исследования.
— Проводились ли подобные опыты нашими учеными?
— В свое время на ПО «Маяк» проводились эксперименты с использованием для очистки загрязненных радиацией водоемов водного гиацинта. Действительно, это растение летом быстро растет и забирает в себя часть радионуклидов. Оно уже применяется для очистки загрязненных каналов и рек в южных районах от тяжелых металлов. Но проблема состоит в том, что гиацинт не переносит суровой уральской зимы, погибает, и каждый год нужно покупать либо выращивать новую рассаду. Это слишком дорого и хлопотно, а эффект небольшой.
Кроме того, чтобы радионуклиды не накапливались на дне водоема, эти растения необходимо осенью извлекать из него и утилизировать (например, сжигать и изолировать). Эти водоросли могут найти применение на юге, в теплом климате, а у нас нужно что-то более зимостойкое. Вполне возможно, что бактерии, найденные учеными в месте захоронения отходов Сибирского химкомбината, помогут решению этой проблемы.
Это и стало главной темой нашего разговора с Юрием Мокровым, доктором технических наук, советником генерального директора ПО «Маяк» по науке и экологии.«Пожиратели» радиации
— Правда ли, что бактерии могут уничтожать ядерные отходы?
— Это не так. Правильнее говорить о том, что некоторые микроорганизмы (бактерии, планктон, микроводоросли и др.) обладают свойством «извлекать», поглощать и накапливать содержащиеся в воде загрязняющие вещества, в том числе и радионуклиды. Под термином «извлечение» следует понимать различные физико-химические и биологические процессы, приводящие к переходу растворимых в воде форм радионуклидов вовнутрь или на поверхность микроорганизмов. Эта способность известна уже давно, а новым важным результатом (но не открытием) является то, что такие микроорганизмы обнаружены в подземном пункте захоронения жидких радиоактивных отходов. При этом содержание радионуклидов в воде уменьшается, а в микроорганизмах увеличивается.
Когда мы говорим об одном микроорганизме (бактерии), то он забирает на себя очень небольшую часть загрязнения. Но если в каждом литре воды содержатся многие миллионы и миллиарды таких микроорганизмов, то концентрация загрязнителя в воде может заметным образом уменьшиться. При этом суммарная масса, активность радионуклидов в рассматриваемом объеме ЖРО остается неизменной, но перераспределяется между объемом воды и массой микроорганизмов в пользу последних.
— Закономерно возникает вопрос: что же тогда так заинтересовало ученых, если радиоактивные вещества никуда не исчезли, а остались в том же количестве в пункте захоронения ЖРО? В чем «польза» этих бактерий?
— Существование таких микроорганизмов может повысить безопасность пункта захоронения жидких радиоактивных отходов. Специалисты говорят о том, что микроорганизмы как бы образуют новый, не рассматриваемый и не учитываемый ранее биохимический барьер, препятствующий миграции радионуклидов из глубинного подземного пункта захоронения отходов и выходу радионуклидов на поверхность земли в зону обитания человека.
Растворенные в воде радионуклиды, находящиеся в ионной форме, могут относительно легко перемещаться, мигрировать в геологических формациях, то есть в той среде, которая окружает подземный пункт захоронения жидких радиоактивных отходов. Перемещение же микроорганизмов в почвенных грунтах, как правило, происходит со значительно меньшей скоростью. Поэтому если какая-то часть этих радионуклидов будет поглощена микроорганизмами, то есть они не вернутся обратно в воду при неизбежном отмирании бактерий (а это предстоит еще доказать), то общая скорость выхода радионуклидов на поверхность земли будет уменьшаться. При этом безопасность подземного пункта захоронения ЖРО будет возрастать.
— Возможно ли промышленное применение бактерий для борьбы с радиацией?
— Все известные методы так называемой фитобиоремедиации, то есть использования микроорганизмов и солнечной энергии для изменения форм нахождения радионуклидов и очистки объектов окружающей среды, пока широкого промышленного применения не находят, поскольку это слишком дорого и малоэффективно. Но такие исследования проводятся во многих странах, включая и Россию. Значительно больших успехов в промышленном использовании этих методов удалось достичь при ликвидации нефтяных и других органических загрязнений почвы и воды.
Судя по опубликованным материалам, выполненные в Институте физической химии и электрохимии имени Фрумкина и в Федеральном центре биотехнологии РАН исследования позволили найти микроорганизмы, которым для их жизнедеятельности не нужна солнечная энергия. Полученные результаты позволяют надеяться, что такие микроорганизмы могут быть использованы при создании биогеохимических барьеров для радионуклидов при закрытии пунктов глубинного захоронения жидких радиоактивных отходов.
Радиофагов — в Течу?
— Применяются ли такие противорадиационные биотехнологии в Челябинской области? Есть ли резон запустить, к примеру, радиофагов в реку Течу?
— Что касается Челябинской области, и конкретно ПО «Маяк», то у нас подобные эксперименты проводились неоднократно. Ученые давно заметили, что есть такие растения и микроорганизмы, которые интенсивно накапливают содержащиеся в воде загрязняющие вещества и тем самым способствуют ускорению очищения водоемов от радиоактивного загрязнения. Забирая радиацию, они затем отмирают, а находящиеся в их организме изотопы оседают на дне, в иле. Так работали и работают бактерии, фитопланктон, сине-зеленые водоросли в Теченском каскаде и даже на озере Карачай, куда в прежние годы сбрасывались радиоактивные отходы. О запуске в ту же Течу «сибирских» бактерий говорить пока рано, нужны тщательные исследования.
— Проводились ли подобные опыты нашими учеными?
— В свое время на ПО «Маяк» проводились эксперименты с использованием для очистки загрязненных радиацией водоемов водного гиацинта. Действительно, это растение летом быстро растет и забирает в себя часть радионуклидов. Оно уже применяется для очистки загрязненных каналов и рек в южных районах от тяжелых металлов. Но проблема состоит в том, что гиацинт не переносит суровой уральской зимы, погибает, и каждый год нужно покупать либо выращивать новую рассаду. Это слишком дорого и хлопотно, а эффект небольшой.
Кроме того, чтобы радионуклиды не накапливались на дне водоема, эти растения необходимо осенью извлекать из него и утилизировать (например, сжигать и изолировать). Эти водоросли могут найти применение на юге, в теплом климате, а у нас нужно что-то более зимостойкое. Вполне возможно, что бактерии, найденные учеными в месте захоронения отходов Сибирского химкомбината, помогут решению этой проблемы.
Поделиться
