• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
22.12.2022
КНЦ РАН
383

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

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
Предстоящие мероприятия
Сегодня, 07:07
Мария Азарова

Согласно выводам авторов нового исследования, прием витамина D коррелирует с более низкой вероятностью того, что взрослый мужчина предпримет попытку суицида или членовредительства.

Сегодня, 10:33
Сергей Васильев

Эксперименты показали, что инъекции кисспептина могут возвращать сексуальный интерес и тягу к противоположному полу. Метод успешно работает и на мужчинах, и на женщинах, хотя нуждается в дополнительных испытаниях.

4 февраля
Анна Новиковская

В черных дырах заключено множество тайн, и теперь астрономам удалось раскрыть одну из них: почему раскаленные диски вокруг них иногда мерцают.

2 февраля
НИУ ВШЭ

Изучая потребление алкоголя, экономисты и социологи обычно связывают его с условиями жизни людей и их человеческим капиталом: образованием, опытом работы, знаниями. Ученые из Лаборатории исследований рынка труда и Лаборатории экономико-социологических исследований НИУ ВШЭ обратили внимание на некогнитивные навыки, формирующиеся в детстве и подростковом возрасте, и выяснили, что эти качества во многом определяют вероятность злоупотребления спиртным и сокращают степень влияния образования.

31 января
ФизТех

Ученым из МФТИ и ОИВТ РАН удалось построить теоретическую модель для описания процесса роста оксидной пленки на поверхности стали в контакте с тяжелым жидкометаллическим расплавом свинец-висмут — теплоносителем, который может использоваться в реакторах нового поколения на быстрых нейтронах. Оксидная пленка — результат коррозии, но ее образование защищает от очень быстрой (жидкометаллической и межкристаллитной) коррозии. Понимание процесса коррозии стали в контакте с теплоносителем необходимо для обоснования безопасности эксплуатации подобных реакторов.

3 февраля
Василий Парфенов

«Недостаточно комковатая» — так описал обнаруженную аномалию один из авторов нового исследования. В нем на основе наблюдений сразу двух обсерваторий, работающих с разными диапазонами излучений, удалось создать карту распределения материи во Вселенной с беспрецедентной точностью. Благодаря этому выяснилось, что стандартная модель — главная современная теория мироустройства, описывающая все частицы, поля и взаимодействия, кроме гравитации — имеет все шансы быть неполной.

10 января
Алиса Гаджиева

Исследователи, изучающие систему обороны Великой стены, обнаружили следы более 130 секретных сквозных проходов и полагают, что это только начало.

25 января
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

9 января
Александр Березин

Избыточный вес убивает куда больше людей, чем войны с голодом вместе. До самых недавних пор это объясняли то «мусорным» фастудным питанием, то недостаточными физическими нагрузками. Научные работы показывают: эти гипотезы были неверны. За последние полвека сильно потолстели даже лабораторные животные, корм и нагрузки которых не менялись. Эпидемия лишнего веса действительно убийственна, но ее причина не в калориях или нехватке нагрузки. А в чем же? Naked Science исследует для вас этот вопрос.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
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: