பாக்டீரியா கரைந்த யுரேனியத்தை நிலையான வடிவில் பூட்டி வைத்தது

யுரேனியம் சுத்திகரிப்புக்கு பாக்டீரியாக்கள் புதிய வழியை வழங்கக்கூடும்

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf நிறுவனத்தின் ஆராய்ச்சியாளர்கள், Wismut GmbH மற்றும் University of Granada விஞ்ஞானிகளுடன் இணைந்து, பாக்டீரியாக்கள் மாசடைந்த நீரில் கரைந்த யுரேனியத்தை நிலையான வேதியியல் வடிவமாக மாற்ற முடியும் என்பதை காட்டியுள்ளதாக கூறுகின்றனர். யுரேனியம் மாசடைந்த சுரங்க நீரில் உள்ள நுண்ணுயிர்களுக்கு உணவாக கிளிசரால் வழங்கப்பட்ட போது, சுமார் 130 நாட்களுக்குள் கரைந்த யுரேனியத்தின் 95% வரை மறைந்துவிட்டதாக குழு தெரிவிக்கிறது.

இந்த முடிவு முக்கியமானது, ஏனெனில் யுரேனியம் நீரில் கரைந்துவிட்டால் அதை நிர்வகிப்பது மிகவும் கடினமாகிறது. மண் மற்றும் பாறைகளில் யுரேனியம் பெரும்பாலும் கனிமங்களுடன் கட்டிப் பிணைந்திருக்கும். ஆனால் சுரங்கச் செயல்பாடுகள் மற்றும் பிற சுற்றுச்சூழல் செயல்முறைகள் அதை நிலத்தடி நீருடன் நகரும் இயக்கமுள்ள வடிவங்களாக மாற்றி, மாசுபாட்டைப் பரப்பக்கூடும். நுண்ணுயிர்கள் அந்த கரைந்த யுரேனியத்தை நம்பகமாக நிலையான சேர்மமாக மாற்ற முடிந்தால், கதிரியக்க மாசுபாடு பரவுவதைத் தடுக்க அதிகப் பயனுள்ள ஒரு நடைமுறை யுத்தியாக அவை இறுதியில் பயன்படலாம்.

இந்த பணியை, அந்த சூழ்நிலைகளில் நீரில் கரைந்த யுரேனியத்தை நிலையான வேதியியல் சேர்மமாக மாற்ற பாக்டீரியாக்கள் முடியும் என்பதை காட்டிய முதலாவது நிரூபணமாக விவரிக்கப்பட்டுள்ளது. மூலத் தகவலின்படி, கண்டறிதல்கள் Nature Communications இதழில் வெளியிடப்பட்டன.

கரைந்த யுரேனியம் ஏன் இத்தனை பெரிய பிரச்சினை

யுரேனியம் கதிரியக்கமும் வேதியியல் ரீதியாக நச்சுத்தன்மை உடையதும் ஆகும். மாசடைந்த சூழல்களில் உடனடி சவால், அந்த உலோகம் இருப்பது மட்டுமல்ல; அது நகரக் கூடியதும் ஆகும். யுரேனியம் ஒருமுறை கரைந்த நிலையில் இருந்தால், அது நீருடன் சேர்ந்து நிலத்தடி அமைப்புகளின் வழியாக பயணித்து, ஆரம்ப மாசடைந்த இடத்தைத் தாண்டி பரவுவதற்கான அபாயத்தை அதிகரிக்கலாம்.

அதனால், செயலிழக்கச் செய்தல் (immobilization) சீரமைப்பின் மைய இலக்காகிறது. சுத்திகரிப்பு முறைகள் பெரும்பாலும் யுரேனியம் நீண்ட நேரம் கரையக்கூடிய நிலையில் இருந்து குடிநீர் ஆதாரங்களுக்கோ பரந்த சூழல் அமைப்புகளுக்கோ செல்லாமல் தடுக்க முயல்கின்றன. இயக்கமுள்ள கரைந்த வடிவிலிருந்து நிலையான திட வடிவமாக யுரேனியத்தை மாற்றும் ஒரு செயல்முறை அந்த அபாயத்தை கணிசமாகக் குறைக்க முடியும், குறிப்பாக பழைய சுரங்கப் பகுதிகளில் மாசுபாடு பல தசாப்தங்கள் நீடிக்கக்கூடும்.

புதிதாக அறிக்கையிடப்பட்ட இந்த வேலை, முழுமையாக இரசாயன அல்லது இயந்திரச் சிகிச்சையைக் காட்டிலும் இயற்கை நுண்ணுயிர் செயல்பாட்டை மையமாகக் கொண்டுள்ளது. மண் மற்றும் நீரிலுள்ள பாக்டீரியாக்கள் சூழலியல் வேதியியலில் ஏற்கனவே முக்கியப் பங்கு வகிக்கின்றன, மேலும் சில இனங்கள் மனிதர்களுக்கும் பிற உயிரிகளுக்கும் தீங்கான பொருட்களை செயலாக்கக் கூடியவை என்று அறியப்பட்டுள்ளன. சரியான சூழ்நிலைகளில் யுரேனியமும் அந்த நுண்ணுயிர் வேதியியலின் ஒரு பகுதியாக இருக்க முடியும் என ஆராய்ச்சியாளர்கள் கூறுகின்றனர்.

ஆராய்ச்சியாளர்கள் என்ன கவனித்தனர்

மூல உரையின் படி, கிளிசரால் கிடைக்கும்போது பாக்டீரியாக்கள் தங்களின் மாற்றச்செயலில் கரைந்த யுரேனியத்தைப் பயன்படுத்த முடியும் என்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் முன்பே கண்டிருந்தனர். புதிய பணியில், அவர்கள் இரண்டு விஷயங்களை மேலும் தெளிவாகப் புரிந்துகொள்ள விரும்பினர்: நுண்ணுயிர்கள் கரைந்த யுரேனியத்தின் அளவை எவ்வளவு பயனுள்ளதாகக் குறைக்க முடியும், மற்றும் அந்த செயல்முறையில் எந்த யுரேனியம் சேர்மங்கள் உருவாகின்றன என்பதைக் குறித்து.

இந்த பரிசோதனையில் யுரேனியம் மாசடைந்த சுரங்க நீர் பயன்படுத்தப்பட்டு, கிளிசரால் சேர்க்கப்பட்டது. இது தாவர மற்றும் விலங்கு கொழுப்புகளின் அடிப்படை கூறாக இருக்கும் ஒரு எளிய கரிம சேர்மம்; மேலும் பூஞ்சைகள் மரத்தை சிதைக்கும் போது இயற்கையாகவும் உருவாகலாம். அந்த கார்பன் மூலப்பொருள் கிடைத்தபோது, நுண்ணுயிர் சமூகம் காலப்போக்கில் யுரேனியத்தை செயலாக்கியது.

சுமார் 130 நாட்களுக்குள் கரைந்த யுரேனியத்தின் 95% அளவு நீக்கப்பட்டது என்பதே முக்கிய முடிவு. அதைவிட முக்கியமாக, யுரேனியம் வெறும் வேறொரு நிலையற்ற இடைக்கால வடிவமாக மாற்றப்படவில்லை. நுண்ணுயிர்கள் அதை மிகவும் நிலையான யுரேனியம் சேர்மமாக மாற்ற உதவியதாக குழு கூறுகிறது; இது இதற்கு முன்பு மிகவும் அரிதாகவே கவனிக்கப்பட்ட ஒன்று.

அந்த அம்சம் மிக முக்கியமானது. மாசுபாட்டுக் கட்டுப்பாட்டில் தற்காலிக செயலிழக்கச் செய்தல் பயனுள்ளதாக இருந்தாலும், நிலையான செயலிழக்கச் செய்தல் மிகவும் மதிப்புமிக்கது. ஒரு சேர்மம் உருவாகி, சுற்றுச்சூழல் நிலைமைகள் மாறும்போது எளிதில் சிதைந்துவிட்டால், சுத்திகரிப்பு பயன் குறுகிய காலம்தான் இருக்கும். மேலும் நிலைத்த வடிவம், நீண்டகால சீரமைப்பு திட்டமிடலில் நுண்ணுயிர் சிகிச்சையை அதிகப் பொருத்தமுள்ளதாக மாற்றக்கூடும்.

எதிர்பாராத இரசாயன நிலை

யுரேனியம் முன்பு தற்காலிகமானதாக மட்டுமே கருதப்பட்ட ஒரு இரசாயன நிலையில் சென்றதாகவும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் கூறுகின்றனர். இயற்கை நுண்ணுயிர் அமைப்புகளில் யுரேனியத்தின் நடத்தை எதிர்பார்த்ததைவிட சிக்கலானதும், சாத்தியமான வகையில் அதிகப் பயன்பாட்டுடனும் இருக்கலாம் என்பதை இது சுட்டிக்காட்டுவதால், இந்தக் கண்டறிதல் ஆய்வின் அறிவியல் முக்கியத்துவம் வாய்ந்த அம்சங்களில் ஒன்றாகத் தோன்றுகிறது.

நடைமுறை ரீதியாக, இது பாக்டீரியாக்கள் யுரேனியத்தை வெறும் வழக்கமான முறையில் குறைப்பதில்லை என்பதைக் குறிக்கலாம். அவை எதிர்பார்த்ததைவிட உறுதியாக இடத்தில் பூட்டப்பட்டிருக்கும் வடிவத்திற்குச் செல்லும் பாதையை உருவாக்க உதவக்கூடும். சுற்றுச்சூழல் விஞ்ஞானிகளுக்கு, இதுபோன்ற செயல்முறைகள் ஏற்கனவே மாசடைந்த இடங்களில் நடக்கிறதா, அவற்றை திட்டமிட்டு ஊக்குவிக்க முடியுமா என்ற புதிய கேள்விகளை இது எழுப்புகிறது.

எனவே இந்த ஆய்வு ஒரே நேரத்தில் இரண்டு பணிகளைச் செய்கிறது. அது ஒரு சாத்தியமான சுத்திகரிப்பு கருவியை சுட்டிக்காட்டுகிறது, மேலும் உயிர் அமைப்புகளில் யுரேனியம் வேதியியல் எப்படி மாறலாம் என்பதற்கான அறிவியல் புரிதலையும் விரிவாக்குகிறது. இவை வெவ்வேறு வகையான முன்னேற்றங்கள், ஆனால் பெரும்பாலும் விலையுயர்ந்த பொறியியல் தீர்வுகள் மற்றும் இயற்கை அமைப்புகள் ஏற்கனவே என்ன செய்ய முடியும் என்பதற்கான முழுமையற்ற அறிவுக்கிடையில் சமநிலை காண வேண்டிய ஒரு துறைக்கு இரண்டும் முக்கியமானவை.

கிளிசரால் ஏன் முக்கியம்

இந்தக் கதையில் கிளிசரால் என்பது வெறும் ஆய்வகச் சேர்க்கை அல்ல. மூலத் தகவலின்படி, அது இயற்கையாகவும் இருக்கலாம், அதில் பூஞ்சைகள் மரத்தை சிதைக்கும் போது உருவாகுவதும் அடங்கும். இது கட்டுப்படுத்தப்பட்ட பரிசோதனைகளுக்குப் புறம்பாகவும் அதைப் பொருத்தமானதாக மாற்றுகிறது. கிளிசராலோ அதற்குச் சமமான உணவுத் தரப்போ பாக்டீரியாக்கள் யுரேனியத்தை எவ்வாறு கையாளுகின்றன என்பதை வடிவமைத்தால், மாசடைந்த இடங்களின் இரசாயன அமைப்பு அங்குள்ள கரிமப் பொருள் கிடைப்பைப் பொறுத்து பகுதியளவில் அமையலாம்.

இதன் பொருள் மாசடைந்த நிலத்தடி நீரை ஒரு பொதுவான கார்பன் மூலப்பொருளைச் சேர்த்து காத்திருப்பதன் மூலம் சிகிச்சை செய்யலாம் என்பதல்ல. இங்கு விவரிக்கப்பட்ட ஆராய்ச்சி குறிப்பிட்ட நுண்ணுயிர் சமூகங்களுக்கும் சூழலியல் நிலைமைகளுக்கும் சார்ந்தது. ஆனால் சரியான பாக்டீரியாக்களுக்கு சரியான முறையில் உணவு வழங்குவது, பொறியியல்படுத்தப்பட்ட உயிர்சுத்திகரிப்பு அணுகுமுறையின் ஒரு பகுதியாக மாறக்கூடும் என்பதை இது சுட்டிக்காட்டுகிறது.

உண்மையான பயன்பாட்டுக்கு வேகம், ஒரேமாதிரியான செயல்பாடு, இடத்தின் நிலைமைகள், மற்றும் உருவான யுரேனியம் சேர்மத்தின் நீண்டகால நிலைத்தன்மை போன்ற தெளிவான கேள்விகளுக்குப் பதில்கள் தேவைப்படும். 130 நாள் நீக்க காலம் நம்பிக்கையளிப்பதாக இருக்கலாம், ஆனால் துறைத்தளப் பயன்பாட்டுக்கு அந்த செயல்முறை பருவங்கள், நீரின் வேதியியல், மற்றும் கலப்புத் தூய்மையின்மைகளிலும் பயனுள்ளதாகத் தொடருமா என்ற நம்பிக்கை தேவைப்படும்.

இது சுத்திகரிப்பு யுத்திகளுக்கு என்ன அர்த்தம்

உடனடி எடுத்துக்காட்டு, யுரேனியம் சீரமைப்பு பிரச்சினை தீர்ந்துவிட்டது என்பதல்ல. அது, செயலிழக்கச் செய்வதற்கான உயிரியல் சார்ந்த ஒரு வழி இப்போது மேலும் தெளிவாகத் தெரிகிறது என்பதாகும். பாக்டீரியாக்கள் கரைந்த யுரேனியத்தை மிக அரிதாகக் காணப்படும் நிலையான சேர்மமாக மாற்ற முடிந்தால், மாசடைந்த சுரங்கப் பகுதிகள் தொடர்ந்து இயந்திரத் தலையீடுகளைத் தேவைப்படுத்தாத சுத்திகரிப்பு முறைகளால் ஒருநாள் பயன் பெறக்கூடும்.

நுண்ணுயிர் சுத்திகரிப்பின் பரந்த ஈர்ப்பு, அது சுற்றுச்சூழல் செயல்முறைகளுக்கு எதிராக அல்ல, அவற்றுடன் சேர்ந்து செயல்படக்கூடும் என்பதாகும். மிகப்பெரிய அளவில் நீரை எடுத்துச் சுத்திகரிப்பதற்கோ அல்லது வேதியியல் தடைகள்மீது மட்டுமே நம்பிக்கைவைக்கவோ பதிலாக, சீரமைப்பு திட்டமிடுவோர் யுரேனியத்தைப் பிடித்துவைக்கும் பாக்டீரியாக்கள் தளத்திலேயே பணியாற்றும் சூழ்நிலைகளை ஊக்குவிக்கலாம்.

அந்த வாய்ப்பு இன்னும் ஆராய்ச்சி திசையாகவே உள்ளது, நிறுவப்பட்ட தீர்வாக அல்ல. ஆனால் இவ்வாறு அறிவிக்கப்பட்ட கண்டறிதல்கள் விஞ்ஞானிகளுக்கு அதைத் தொடர்ந்து ஆராய்வதற்கான வலுவான அடித்தளத்தை அளிக்கின்றன. மேலும் சுற்றுச்சூழல் அறிவியலில் ஒரு பரந்த போக்கை இது எடுத்துக்காட்டுகிறது: முன்பு பின்னணி உயிரியல் என மட்டுமே கருதப்பட்ட நுண்ணுயிர்கள், மாசுபாட்டை நிர்வகிப்பதில் செயலில் உள்ள கூட்டாளிகளாக அதிகமாக அங்கீகரிக்கப்படுகின்றன.

• கிளிசரால் வழங்கப்பட்டபோது, பாக்டீரியாக்கள் 130 நாட்களுக்குள் மாசடைந்த சுரங்க நீரில் உள்ள கரைந்த யுரேனியத்தின் சுமார் 95% ஐ அகற்றினதாக ஆய்வு கூறுகிறது.
• யுரேனியம் ஒரு குறுகியகால இடைக்கால வடிவமாக அல்ல, அசாதாரணமாக நிலையான ஒரு சேர்மமாக மாற்றப்பட்டது.
• இந்தக் கண்டறிதல், யுரேனியம் மாசடைந்த நீரை சுத்திகரிக்க நுண்ணுயிர்களைப் பயன்படுத்தும் எதிர்கால உயிர்சுத்திகரிப்பு யுத்திகளுக்கு ஆதரவாக இருக்கலாம்.

இந்த கட்டுரை Science Daily-யின் செய்தி வெளியீட்டை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.