Cứu cánh mới cho vùng nhiễm xạ

Người ta ước tính, trái đất đã tồn tại được khoảng 4,5 tỉ năm, trong đó riêng vi sinh vật đã có mặt cách đây khoảng thời gian bằng 3/4 chiều dài lịch sử trái đất. Nhờ tồn tại lâu như thế mà giới vi sinh vật giờ đây đã phát triển được hàng loạt chức năng đa dạng khác nhau. Một nhóm các nhà khoa học Hàn Quốc do GS. Hur Hor-gil đứng đầu vừa phát hiện ra loại vi khuẩn Shewanella có thể sử dụng để lọc sạch phóng xạ uranium khỏi nước.

Shewanella là một loại vi khuẩn quang hợp có vai trò quan trọng trong việc hình thành lớp vỏ trái đất. Nếu như urani có khả năng gây độc cực mạnh cho nguồn nước vì chúng tan vô hạn trong nước thì urani dioxit là một phân tử rất lành tính. Chúng không tan trong nước và khá trơ về mặt hóa học. Vì vậy, người ta có thể thu hồi chúng bằng các phương pháp lọc truyền thống hay bằng các cột trao đổi ion. Khi hoạt động, Shewanella sẽ tiết ra một loại chất nhờn đặc biệt và urani dioxit tạo ra sẽ được giữ trong cái lưới chất nhờn này. Khi lớp chất nhờn khô đi, nó sẽ tạo thành một lớp vỏ cứng ngăn cản sự rò rỉ của urani hòa tan ở bên trong ra bên ngoài, điều này cũng giống như Shewanella đã tạo ra một nhà tù để “nhốt” urani lại vậy. Khám phá này thực sự có ý nghĩa vì nó có thể ngăn chặn nguy cơ nhiễm phóng xạ vào nước dùng trong sinh hoạt. Tuy nhiên trên thực tế, các phân tử uranium không tan trong nước quá nhỏ nên lọc được uranium ra khỏi đất và nước là rất khó. Giờ đây, khám phá mới của GS. Hur và đồng nghiệp đã mang đến hy vọng giải quyết được vấn đề này. “Các nhà khoa học Mỹ đã tạo ra một bước tiến lớn khi chuyển đổi thành công uranium hoà tan trong nước thành uranium không hoà tan. Nhưng với phân tử uranium 6 kích thước chỉ vỏn vẹn 2-3 nanomét có thể dễ dàng lọt qua màng lọc thông thường thì việc lọc sạch uranium trên thực tế gần như là không thể. Tuy nhiên, khi các nhà khoa học phát hiện ra chuỗi nano uranium 6 không tan mang hình dạng mảnh của một sợi tóc thì mọi việc trở nên khả thi hơn nhiều. Chuỗi uranium nano là công cụ giúp chúng tôi xử lý và thu hồi một lượng lớn uranium từ nước và đất. Thông qua những kiểm nghiệm trong phòng thí nghiệm, chúng tôi đã biết quy trình vi khuẩn Shewanella tạo ra các chuỗi nano 6 không hoà tan như thế nào. Chúng tôi hy vọng có thể thương mại hóa chuỗi uranium nano này để góp phần làm sạch môi trường”.

Vi khuẩn Shewanella.

Khi nghiên cứu sự tồn tại của ion uranium V trong quá trình chuyển đổi từ uranium VI sang uranium IV, các nhà khoa học Hàn Quốc đã khám phá ra uranium không hoà tan đã kết tinh thành dạng sợi trên bề mặt của vi khuẩn Shewanella. Việc tập hợp các chuỗi nano uranium dài, dạng sợi tóc trên Shewanella đang mở ra một hướng đi mới sử dụng màng lọc thông thường để lọc tách uranium. Bên cạnh khả năng khắc phục tình trạng nhiễm phóng xạ ở đất và nước, phát hiện này còn có thể được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác. “Vi sinh vật Shewanella không chỉ giúp lọc sạch độc chất mà còn có vai trò quan trọng trong sản xuất điện năng. Điều đó có nghĩa là loại vi sinh vật này còn có thể dùng để biến cặn sinh ra trong hệ thống xử lý nước thải thành điện năng, đồng thời giảm lượng cặn trong quy trình xử lý đó một cách thân thiện với môi trường. Nó cũng giúp phát hiện ra những phản ứng bất thường khi được tiếp xúc với kim loại nặng. Những enzym trên bề mặt vi sinh vật hút các phân tử kim loại nặng và biến đổi chúng sang dạng khác. Nếu chúng ta có thể tìm ra cách điều khiển đặc tính này ở vi khuẩn thì việc khôi phục lại những kim loại kiềm thổ hiếm sẽ trở nên dễ dàng hơn rất nhiều”.

QUỲNH DIỆP (Theo Science et vie, KBS)