Tief in einer gefluteten Uranmine in Deutschland tun Bakterien etwas, das Wissenschaftler für nahezu unmöglich hielten: Sie schließen giftiges Uran in eine stabile Form ein, die sich nicht mehr in Wasser auflöst. Forscher fütterten die Mikroben mit Glycerin, und innerhalb von 130 Tagen verschwanden etwa 95 Prozent des gelösten Urans aus dem Wasser, umgewandelt in eine Verbindung, die so stabil war, dass sie zuvor kaum gesehen worden war.
Die Entdeckung, veröffentlicht in Nature Communications, stammt von einem Team am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), das mit der Wismut GmbH und der Universität Granada in Spanien zusammenarbeitet. Sie sammelten Wasser aus einer gefluteten Mine im Erzgebirge, wo einst Uranbergbau blühte. Das Wasser war reich an gelöstem Uran, einem Schwermetall, das mobil und gefährlich wird, wenn der Bergbau seinen natürlichen Mineralzustand stört.
Bakterien fressen Uran und spucken einen Feststoff aus
Bakterien sind dafür bekannt, allerlei Abfälle abzubauen, aber Uran ist eine Überraschung auf der Speisekarte. Dr. Evelyn Krawczyk-Bärsch, Wissenschaftlerin am HZDR, erklärte, dass einige Bakterien gelöstes Uran für ihren Stoffwechsel nutzen können, wenn Glycerin als Nahrungsquelle verfügbar ist. Glycerin ist eine einfache Verbindung, die in Fetten vorkommt und natürlich entstehen kann, wenn Pilze Holz zersetzen.
Im Labor fügte das Team dem Grubenwasser Glycerin hinzu und hielt es in einer sauerstofffreien Umgebung, um die Bedingungen in fast 2.000 Metern Tiefe nachzuahmen, wo Sauerstoff knapp ist. Die Bakterien gediehen und wandelten dabei das gelöste Uran in eine feste Verbindung um, die sich aus dem Wasser absetzte. Das Uran wurde in den Bakterienzellwänden konzentriert, wo es Nanopartikel bildete.
Ein seltener chemischer Zustand, der anhält
Der wichtigste Befund ist, dass das Uran in einen chemischen Zustand überging, von dem man zuvor annahm, dass er nur vorübergehend sei. Diese stabile Form widersteht dem Wiederauflösen in Wasser, was bedeutet, dass sie für lange Zeit eingeschlossen bleiben könnte. Die Forscher waren überrascht, dass sie anhielt, da frühere Studien nahegelegt hatten, dass solche Verbindungen schnell zerfallen würden.
Für die lokalen Gemeinden im Erzgebirge ist das wichtig, weil der Uranbergbau ein Erbe von kontaminiertem Grundwasser hinterlassen hat. Die Wismut GmbH, das Unternehmen, das einst die Minen betrieb, ist nun für die Sanierung des Standorts verantwortlich. Die Bakterien bieten eine potenziell kostengünstige, natürliche Methode, um den Urangehalt im Wasser zu reduzieren, ohne aggressive Chemikalien oder energieintensive Behandlungen.
Die Studie ist noch Grundlagenforschung, aber sie öffnet eine Tür. Wenn Wissenschaftler verstehen, wie diese Bakterien funktionieren, könnten sie sie möglicherweise dazu anregen, andere kontaminierte Standorte zu reinigen. Der nächste Schritt ist zu testen, ob dieser Prozess vom Labor auf reale Bedingungen übertragen werden kann, wo Wasser fließt und andere Organismen konkurrieren.
Für jetzt fügt die Entdeckung dem Werkzeugkasten der Umweltsanierung ein neues Werkzeug hinzu: einen winzigen Organismus, der ein giftiges Metall frisst und es in Stein verwandelt.
