Сотрудники лаборатории радиохимии окружающей среды Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) совместно с коллегами из Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ РАН) показали, что развитие фитопланктона и микробного сообщества донных отложений может служить эффективным природным барьером для радионуклидов в пресноводных водоемах. Как сообщила пресс-слудба Минобрнауки РФ порталу Наука Mail, внесение в воду небольших количеств фосфорно-азотных удобрений усиливает этот эффект в несколько раз. Результаты исследования опубликованы в журнале Biology.
Радиоактивные вещества, например, стронций‑90, уран, плутоний и америций сильно загрязняют пресные водоемы, что является серьезной проблемой для атомной отрасли. Загрязнение бывает не только из‑за аварий, но и при обычной работе хранилищ радиоактивных отходов. Особенно трудно очищать озера, где почти нет жизни: в них природа сама плохо справляется с очисткой.
В качестве модельного объекта ученые исследовали озеро Дрязло в Тверской области — небольшое ледниковое озеро вдали от предприятий, где нет техногенного загрязнения. Так получилось изучить, как ведут себя радиоактивные вещества в чистой природной среде.
В лаборатории в пробы воды и донного грунта из озера добавили те же радионуклиды — в количествах, как в загрязненных промышленных водоемах. Выяснилось, что фитопланктон за сезон успевает «собрать» много радиоактивных веществ и утянуть их на дно. А если в воду внести удобрение аммофос, очистка становится намного сильнее: уран, плутоний и америций удаляются более чем на 98%, стронций — на 76%.
Ученые разобрались, как именно работает очистка воды: во‑первых, радиоактивные вещества собираются на клетках водорослей и вместе с ними опускаются на дно. Во‑вторых, фосфор из удобрения вступает в реакцию и образует с актинидами и стронцием минералы, которые почти не растворяются в воде. В‑третьих, в донных отложениях накапливается органика, и в работу включаются особые бактерии, которые живут без кислорода и участвуют в круговороте серы и железа.
Эти бактерии формируют сульфидно-железистые минералы — пирит, вюрцит, гидротроилит, — которые прочно связывают радионуклиды и препятствуют их повторному выходу в воду. Однако такой подход актуален прежде всего для сильно загрязненных техногенных водоемов, поскольку в природных озерах с низким уровнем загрязнения искусственное эвтрофирование может вызывать дефицит кислорода и развитие токсичных цианобактерий.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что новый катализатор экологично удаляет фенолы из воды.
