• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
22.12.2022
КНЦ РАН
588

Фитопланктон оказался способен собирать радиоактивные элементы из пресной воды и «запирать» их на дне

4.6

Российские ученые показали, что фитопланктон может служить природным биосорбентом. Завершая свой жизненный цикл, фитопланктон осаждается на дно водоема, что приводит к концентрированию радионуклидов в иле. При развитии некоторых микроорганизмов происходит образование нерастворимых соединений, надежно связывающих радионуклиды. Иногда в донных отложениях формируется естественный минерально-органический анаэробный барьер, позволяющий прочно фиксировать радионуклиды вне зависимости от сезонных условий.

Фитопланктон / ©Getty images / Автор: Павел Сорокин

Одна из важнейших мировых экологических проблем — ликвидация последствий аварий и инцидентов на предприятиях ядерного топливного цикла, поэтому как никогда актуальны исследования и опытные разработки в области реабилитации загрязненных радионуклидами территорий, а также водных акваторий. В нашей стране проблемными являются территории Восточно-Уральского радиоактивного следа (Челябинская область), площадки по утилизации выведенных из эксплуатации атомных подводных лодок (Кольский полуостров, Дальний Восток), пойма реки Енисей близ Горно-химического комбината (Красноярск) и другие.

В связи с этим большой интерес у исследователей вызывает изучение прямого воздействия радиоактивного излучения на объекты окружающей среды — обитания человека. Основная угроза воздействия радиации заключается в разрушении биологических структур под ее воздействием с потенциальной последующей гибелью, возможной мутации генетического кода живых организмов на всех уровнях пищевой цепочки как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.

Накопление радионуклидов донными отложениями из фитопланктона / ©Пресс-служба КНЦ РАН

В отличие от лабораторных, в природных условиях все механизмы радиационного воздействия на биологические объекты протекают на фоне других естественных процессов, таких как связывание радионуклидов со взвешенными частицами с последующим осаждением и фиксацией в донные отложения, либо их локализация в структуры устойчивых и растворимых в воде веществ, особенно органических (например, гуминовые и фульвокислоты). Эти естественные природные процессы существенно нивелируют негативное разрушительное воздействие радиоактивного излучения, смягчая условия нахождения живых объектов в природе.

Исследователи из Кольского научного центра РАН, Института физический химии и электрохимии имени А. Н. Фрумкина РАН, Института проблем безопасного развития атомной энергетики РАН, Федерального научного центра гигиены имени Ф. Ф. Эрисмана и Дальневосточного федерального университета поставили перед собой задачу выявления основных природных процессов самоочищения мезотрофных водоемов, загрязненных различными радионуклидами.

Принципиальная схема буферного геохимического барьера в донных отложениях / ©Пресс-служба КНЦ РАН

Сейчас доктор химических наук, член-корреспондент РАН Иван Тананаев продолжает исследования в области радиохимии в Кольском научном центре. Исследователи рассмотрели важнейший фактор снижения радиационного риска воздействия на живые «водные» объекты — роль фитопланктона. Фитопланктон (от греческих φυτóν — растение и πλανκτον — блуждающий) — это микроводоросли и цианобактерии, заселяющие толщу водоема. Ученые показали, что фитопланктон выступает как природный биосорбент большой площади поверхности за счет наличия в его структурах различных функциональных (хелатирующих) групп. Завершая свой жизненный цикл, фитопланктон осаждается на дно водоема, что приводит к концентрированию радионуклидов в иле. При развитии некоторых микроорганизмов происходит образование нерастворимых соединений, надежно связывающих радионуклиды. Иногда в донных отложениях формируется естественный минерально-органический анаэробный барьер, позволяющий прочно фиксировать радионуклиды вне зависимости от сезонных условий.

Разнообразие механизмов иммобилизации радионуклидов / ©Пресс-служба КНЦ РАН

Изучив данные о составе микро- и макрофлоры и жизненный цикл фитопланктона в различных пресных водоемах, загрязненных наиболее опасными радионуклидами (129I, 237Np, 226Ra, 99Тс), исследователи сформулировали два подхода к их биоремедиации (биологической очистке). Для первого варианта — утилизации регулярно собираемого с поверхности воды фитопланктона — необходимо проработать надежный способ захоронения.

Более интересным выглядит второй вариант: выведение поглощенных планктоном металлов в донные отложения, связывание их с помощью, например, полимеров или глинистых смесей и создание зоны биоминерализации, в которой биогеохимические реакции образуют малорастворимые минеральные фазы, эффективно «запирающие» радионуклиды. В обоих случаях рекомендуется дополнительное внесение биогенных элементов — фосфора, серы и азота для временной эвтрофикации водоема и усиления роста фитопланктона.

В результате на примере связывания 99Тс в озерах Тверской области коллектив предложил комплексный биогеохимический механизм переноса радиоактивных элементов фитопланктоном и иммобилизации их в донных отложениях. Этот подход имеет большие перспективы для управления качеством воды и целевой очистки водоемов-хранилищ радиоактивных отходов и прудов со значительным уровнем радиоактивного загрязнения. Результаты исследования опубликовали в 2022 году журналы Radiochemistry и «Радиохимия».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Кольский научный центр Российской академии наук (бывший Кольский филиал Академии наук СССР) имени С. М. Кирова, объединение научных учреждений РАН на Кольском полуострове.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 16:54
Ольга Иванова

Американские исследователи пришли к выводу: тихоходки способны повышать уровень продуктов генов репарации ДНК до такой степени, что это позволяет сделать их одними из самых распространенных в своем геноме. Среди прочего это помогает им выдерживать экстремальную радиацию.

Вчера, 07:22
Полина Меньшова

У детей, которые чувствуют себя обузой для других, чаще возникают суицидальные мысли, выяснили специалисты из США. Кроме того, на психологическое состояние в раннем подростковом возрасте влияют некоторые действия со стороны родителей или опекунов.

Вчера, 16:28
Дарья Г.

В рамках обзора «Гайя» астрономы обнаружили двойную звезду, состоящую из крайне бедного металлами гиганта и темного объекта массой в 33 раза больше Солнца. Видимо, это черная дыра, а точнее — рекордная по массе черная дыра звездной массы в Млечном Пути. Причем по галактическим меркам она находится недалеко от нас.

14 апреля
Мария Азарова

Два фешен-гиганта, одни из самых известных в мире массмаркета, — шведская компания H&M и испанская Zara — оказались косвенно причастны к разрушению окружающей среды Бразилии. К такому выводу пришли авторы крупного расследования, изучившие различные данные, в том числе полученные под прикрытием.

Вчера, 07:22
Полина Меньшова

У детей, которые чувствуют себя обузой для других, чаще возникают суицидальные мысли, выяснили специалисты из США. Кроме того, на психологическое состояние в раннем подростковом возрасте влияют некоторые действия со стороны родителей или опекунов.

12 апреля
Полина Меньшова

Особенности личности — в частности, степень экстравертности — влияют на то, кто с большей вероятностью будет одиноким, а кто вступит в отношения. Типы личности также связаны с уровнем общей удовлетворенности жизнью. К таким выводам пришли ученые из Канады.

18 марта
Игорь Байдов

Грузовой самолет будут использовать для перевозки 90-метровых лопастей ветряных турбин, которые невозможно доставить по суше из-за размеров. Предполагается, что этот аппарат произведет революцию в сфере возобновляемых источников энергии.

8 апреля
Василий Парфенов

Режим работы, количество трудовых часов в неделю и экономическую стабильность профессии прочно ассоциируют с благополучием человека. Количественно и качественно определить эти взаимосвязи получается редко — нужны большие выборки респондентов и длительное время наблюдений. Автор новой научной работы использовал долговременное исследование более чем семи тысяч американцев, чтобы выявить основные эффекты паттернов трудовой деятельности на психическое и физическое здоровье работающих людей.

28 марта
Игорь Байдов

Американская компания JetZero, которая обещает произвести фурор в гражданской авиации, получила сертификат летной годности на испытания уменьшенной копии разрабатываемого ею сверхэффективного реактивного авиалайнера со «смешанным крылом». Предстоящая программа летных испытаний будет направлена на оценку летно-технических характеристик самолета, его устойчивости и управляемости.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: