Как материал для могильников радиоактивных отходов меняется под действием микробов

Один из вариантов, что делать с радиоактивными отходами — захоронить где-нибудь поглубже в земле, причем так, чтобы подземные воды не разнесли радионуклиды никуда дальше. Для изоляции часто используется бентонитовая глина — недорогой и вполне подходящий материал, но как она может изменить свои свойства под действием микроорганизмов?

Ученые из Института физической химии и электрохимии РАН (ИФХЭ, Москва) при участии коллег из Института геохимии и аналитической химии  и с химфака МГУ провели эксперимент, призванный ответить на этот вопрос. В образцы глины одного из месторождений (10-й хутор, Хакасия) добавили дозу глюкозы — «подкормки», которая должна была стимулировать микроорганизмы, уже присутствующие в природном материале. Наблюдали за материалом  180 дней.

Сначала активизировались ферментативные микроорганизмы, затем их сменили анаэробные железоредуцирующие бактерии. Это привело к заметным изменениям в минеральном составе: содержание монтмориллонита, иллита и каолинита снизилось на 10-15% за счёт растворения микробными метаболитами и выщелачивания железа. Одновременно с этим изменились и инженерные свойства глины — частицы начали агрегировать, фильтрационные характеристики ухудшились, а количество коллоидной фракции уменьшилось.

Возможно, самое важное: сорбционные свойства бентонита по отношению к радионуклидам изменились, причём разнонаправленно. Сорбция цезия, стронция и плутония незначительно снизилась, тогда как сорбция урана и нептуния, наоборот, возросла. Это означает, что микробная активность не просто «портит» глину, а перераспределяет ее защитные функции — и все это обязательно нужно учитывать при проектировании подземных могильников ОЯТ.

Статья вышла в Engineering Geology (IF = 10.3).

Источник: «Зоопарк из слоновой кости»