Salah satu tambang uranium terbesar di dunia, operasi Wismut GmbH Schlema-Alberoda yang dulunya berada di Jerman Timur Soviet, meninggalkan warisan beracun.

Tapi di dalam air yang terkontaminasi dan kini membanjiri tambang itu, evolusi mungkin sedang meramu solusinya sendiri.

Situs tambang ini ditutup pada tahun 1990, bersamaan dengan reunifikasi Jerman, dan sejak itu harus menjalani upaya remediasi yang mahal dan memakan waktu.

Di masa pensiunnya, tambang bawah tanah ini dipenuhi air, yang membutuhkan penanganan secara terus-menerus.

Kamu mungkin sudah tahu kalau uranium mentah itu sangat radioaktif, dan paparan terhadapnya—misalnya dengan meminum air yang terkontaminasi—bisa menyebabkan kerusakan serius pada manusia dan makhluk hidup lainnya.

Namun, beberapa organisme justru mencari nafkah di air tambang yang sarat uranium; tempat ini adalah rumah bagi seluruh ekosistem mikroba.

Dan, seperti yang baru-baru ini ditemukan oleh para ilmuwan, mikroba-mikroba itu ternyata bisa menstabilkan uranium dalam kondisi tertentu.

Penelitian ini dipimpin oleh para ahli mikrobiologi dan ekologi sumber daya di Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) di Jerman dan Universitas Granada di Spanyol, yang mempublikasikan hasilnya di jurnal Nature Communications.

“Investigasi kelompok kami sebelumnya telah mengungkap bahwa bakteri dapat menggunakan uranium yang terlarut dalam air untuk metabolisme mereka ketika mereka memiliki akses ke gliserol sebagai sumber makanan,” jelas ahli mikrobiologi Evelyn Krawczyk-Bärsch, dari HZDR.

“Studi kami telah mengungkap untuk pertama kalinya bahwa bakteri yang diberi gliserol sebagai sumber karbon dapat mengubah uranium beracun yang terlarut dalam air menjadi senyawa kimia yang stabil.”

Krawczyk-Bärsch dan timnya memulai eksperimen dengan sampel air yang dikumpulkan dari saluran masuk pabrik pengolahan tambang Wismut GmbH Schlema-Alberoda.

“Kami ingin menciptakan kondisi alami bagi komunitas bakteri yang sudah ada di air tambang karena di kedalaman sekitar 2.000 meter biasanya hanya ada sedikit atau tidak ada oksigen di tambang,” kata ahli mikrobiologi HZDR, Antonio Newman-Portela.

Ketika mereka menginkubasi bakteri dengan gliserol, mereka menemukan bahwa bakteri mengubah uranium menjadi keadaan pentavalen.

Ketika uranium bersifat pentavalen, ia memiliki bilangan oksidasi yang tidak biasa yaitu +5, yang mengubah cara ia berikatan dengan unsur lain, membuatnya lebih mudah untuk ‘dikunci’ dalam mineral yang stabil.

“Uranium biasanya muncul dengan valensi 4 atau 6. Uranium pentavalen memang ada, tapi langka atau hanya bersifat sementara. Sampai sekarang, ia terlihat dalam keadaan oksidasi yang tidak stabil,” jelas Antonio Newman-Portela.

Dengan kehadiran bakteri, uranium pentavalen kemudian bergabung dengan besi dan oksigen untuk membentuk FeU^(V)O₄ – sebuah senyawa yang sudah diketahui para ilmuwan tapi belum diberi nama ‘umum’.

Yang tidak mereka ketahui adalah bahwa senyawa itu bisa terbentuk di alam, apalagi melibatkan bakteri.

“Setelah 130 hari, hanya sekitar lima persen uranium yang terlarut dalam air yang tersisa di sampel,” kata Newman-Portela.

Bakteri itu tidak hanya memasukkan uranium ke dalam dinding sel mereka, tetapi proporsi uranium pentavalen yang luar biasa tinggi dari uranium tersebut. Ini berarti ia lebih mudah membentuk FeU^(V)O₄, terutama ketika sampel air dikeringkan dan terpapar oksigen.

Kontaminasi uranium radioaktif adalah masalah global.

Di Amerika Serikat, India, Kanada, Prancis, Afrika Selatan, dan Australia, air permukaan dan air tanah terkadang telah melampaui pedoman 0,03 miligram per liter untuk kontaminasi uranium.

Bisakah bakteri menjadi bagian dari solusinya?

“Selama tiga dekade terakhir, bioremediasi telah dieksplorasi sebagai alternatif hemat biaya untuk pengolahan air fisiko-kimia,” tulis para penulis.

“Studi lapangan [menggunakan metode biologis] telah menunjukkan pengurangan uranium yang substansial sambil menghindari timbulnya lumpur sekunder.”

Mungkin bakteri ini bisa menjadi sekutu dalam upaya kita membersihkan kontaminasi nuklir, tidak hanya di Jerman, tetapi di seluruh dunia.

Terkait: ‘Makam’ Radioaktif yang Terkenal Ini Bocor, dan Para Ahli Khawatir

“Meskipun berasal dari satu skenario geokimia, proses yang diidentifikasi di sini secara luas dapat diterapkan pada air terkontaminasi lainnya,” simpul para penulis.

Tapi, seperti yang ditunjukkan oleh Krawczyk-Bärsch, “kami masih harus menyelidiki sejauh mana bakteri dapat membantu menjadikan uranium tidak berbahaya untuk tujuan remediasi.”

Penelitian ini dipublikasikan di Nature Communications.