Des bactéries parviennent à fixer l’uranium dissous sous une forme stable

Les bactéries pourraient offrir une nouvelle voie pour dépolluer l’uranium

Des chercheurs du Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, en collaboration avec Wismut GmbH et des scientifiques de l’Université de Grenade, disent avoir montré que des bactéries peuvent transformer l’uranium dissous dans de l’eau contaminée en une forme chimique stable. L’équipe rapporte que lorsque des microbes présents dans de l’eau de mine contaminée à l’uranium ont reçu du glycérol comme source de nourriture, environ 95 % de l’uranium dissous a disparu en 130 jours.

Le résultat est important parce que l’uranium devient particulièrement difficile à gérer une fois dissous dans l’eau. Dans les sols et les roches, l’uranium est souvent lié à des minéraux. Mais l’activité minière et d’autres processus environnementaux peuvent le transformer en formes mobiles qui se déplacent avec les eaux souterraines et propagent la contamination. Si des microbes peuvent convertir de manière fiable cet uranium dissous en un composé stable, ils pourraient un jour faire partie d’une stratégie plus pratique pour empêcher la pollution radioactive de migrer.

Le travail a été décrit, selon le matériau source, comme la première démonstration que des bactéries peuvent transformer de l’uranium dissous dans l’eau en un composé chimique stable dans ces conditions. Les résultats ont été publiés dans Nature Communications.

Pourquoi l’uranium dissous pose un tel problème

L’uranium est à la fois radioactif et chimiquement toxique. Dans les environnements contaminés, le défi immédiat n’est souvent pas seulement sa présence, mais sa capacité à se déplacer. Une fois sous forme dissoute, l’uranium peut voyager avec l’eau à travers les systèmes souterrains, augmentant le risque qu’il se propage au-delà du site contaminé d’origine.

Cela fait de l’immobilisation un objectif central de la dépollution. Les systèmes de nettoyage cherchent souvent à empêcher l’uranium de rester soluble assez longtemps pour entrer dans les sources d’eau potable ou dans des écosystèmes plus larges. Un procédé qui fait passer l’uranium d’une forme dissoute mobile à une forme solide stable pourrait réduire ce risque de manière significative, en particulier dans les anciennes régions minières où la contamination peut persister pendant des décennies.

Le travail récemment rapporté se concentre sur l’activité microbienne naturelle plutôt que sur un traitement purement chimique ou mécanique. Les bactéries du sol et de l’eau jouent déjà un rôle majeur dans la chimie des écosystèmes, et certaines espèces sont connues pour traiter des matériaux nocifs pour l’être humain et d’autres organismes. Les chercheurs disent que l’uranium peut aussi faire partie de cette chimie microbienne dans les bonnes conditions.

Ce que les chercheurs ont observé

Selon le texte source, les chercheurs avaient déjà constaté que des bactéries pouvaient utiliser l’uranium dissous dans leur métabolisme lorsque du glycérol était disponible. Dans ce nouveau travail, ils voulaient comprendre deux points plus clairement : avec quelle efficacité les microbes pouvaient réduire la quantité d’uranium dissous, et quels composés d’uranium étaient produits au cours du processus.

L’expérience a utilisé de l’eau de mine contaminée par de l’uranium et y a ajouté du glycérol, un composé organique simple qui est un constituant de base des graisses végétales et animales et peut aussi se former naturellement lorsque des champignons décomposent le bois. Avec cette source de carbone disponible, la communauté microbienne a traité l’uranium au fil du temps.

Le principal résultat a été qu’environ 95 % de l’uranium dissous a été éliminé en 130 jours. Tout aussi important, l’uranium n’a pas simplement été déplacé vers un autre intermédiaire instable. L’équipe affirme que les microbes ont aidé à le convertir en un composé d’uranium exceptionnellement stable, rarement observé auparavant.

Ce point est crucial. Dans le contrôle de la contamination, l’immobilisation temporaire est utile, mais l’immobilisation stable est bien plus précieuse. Si un composé se forme puis se dégrade facilement lorsque les conditions environnementales changent, le bénéfice de la dépollution peut être de courte durée. Une forme plus durable pourrait rendre le traitement microbien beaucoup plus pertinent pour la planification de la remédiation à long terme.

Un état chimique inattendu

Les chercheurs disent aussi que l’uranium est entré dans un état chimique qui était auparavant considéré comme seulement temporaire. Cette découverte semble être l’un des aspects scientifiquement les plus importants de l’étude, car elle suggère que le comportement de l’uranium dans les systèmes microbiens naturels pourrait être plus complexe, et potentiellement plus utile, qu’on ne le pensait.

En pratique, cela signifie que les bactéries ne font peut-être pas qu’agir de manière routinière sur l’uranium. Elles pourraient aider à créer une voie vers une forme qui reste verrouillée en place plus efficacement que prévu. Pour les scientifiques de l’environnement, cela soulève de nouvelles questions sur la possibilité que des processus similaires se produisent déjà sur des sites contaminés et sur la manière dont on pourrait les encourager délibérément.

L’étude remplit donc deux fonctions à la fois. Elle pointe vers un outil potentiel de dépollution et élargit aussi la compréhension scientifique de la manière dont la chimie de l’uranium peut évoluer dans les systèmes vivants. Ce sont deux types de progrès différents, mais tous deux comptent dans un domaine qui a souvent dû équilibrer des solutions d’ingénierie coûteuses avec une connaissance incomplète de ce que les systèmes naturels peuvent déjà faire.

Pourquoi le glycérol compte

Le glycérol n’est pas seulement un additif de laboratoire dans cette histoire. Le matériau source précise qu’il peut apparaître naturellement, notamment par la décomposition du bois par des champignons. Cela le rend pertinent au-delà des expériences contrôlées. Si le glycérol ou des sources de nourriture similaires influencent la manière dont les bactéries gèrent l’uranium, alors la chimie des sites contaminés peut dépendre en partie de la matière organique disponible sur place.

Cela ne signifie pas que des eaux souterraines contaminées peuvent simplement être traitées en ajoutant une source de carbone courante et en attendant. La recherche décrite ici est spécifique à certaines communautés microbiennes et à certaines conditions environnementales. Mais elle suggère que nourrir les bonnes bactéries de la bonne manière pourrait devenir une partie d’une approche de biorémédiation conçue par l’ingénierie.

Toute application réelle devrait encore répondre à des questions évidentes sur la vitesse, la régularité, les conditions du site et la durabilité à long terme du composé d’uranium résultant. Un délai d’élimination de 130 jours peut être prometteur, mais un déploiement sur le terrain exigerait l’assurance que le processus reste efficace au fil des saisons, des chimies de l’eau et des polluants mixtes.

Ce que cela pourrait changer pour les stratégies de nettoyage

La conclusion immédiate n’est pas que la remédiation de l’uranium est résolue. C’est qu’une voie biologique vers l’immobilisation paraît désormais plus concrète. Si des bactéries peuvent convertir l’uranium dissous en un composé stable rarement observé, les régions minières contaminées pourraient finir par bénéficier de méthodes de nettoyage moins dépendantes d’une intervention mécanique continue.

L’attrait plus large du nettoyage microbien est qu’il peut fonctionner avec les processus environnementaux plutôt que contre eux. Au lieu d’extraire d’énormes volumes d’eau pour les traiter ou de s’appuyer uniquement sur des barrières chimiques, les planificateurs de la remédiation pourraient potentiellement favoriser des conditions qui encouragent les bactéries piégeant l’uranium à faire une partie du travail sur place.

Cette perspective reste une piste de recherche, non une solution déployée. Mais les résultats rapportés offrent aux scientifiques une base plus solide pour la poursuivre. Ils soulignent aussi une tendance plus large en sciences de l’environnement : les microbes, autrefois considérés בעיקר comme un simple arrière-plan biologique, sont de plus en plus reconnus comme des partenaires actifs dans la gestion de la pollution.

• L’étude dit que des bactéries ont éliminé environ 95 % de l’uranium dissous de l’eau de mine contaminée en 130 jours lorsqu’on leur a donné du glycérol.
• L’uranium a été converti en un composé exceptionnellement stable, et non en un simple intermédiaire de courte durée.
• Cette découverte pourrait soutenir de futurs efforts pour utiliser des microbes dans le nettoyage de l’eau contaminée par l’uranium.

Cet article est basé sur un reportage de Science Daily. Lire l’article original.