Alge kan sortere radioaktivt stoff

En ferskvannsalge kan lære forskerne å sortere ut radioaktivt materiale. Det kan bety bedre metoder for å håndtere forurenset vann.

Publisert
Closterium moniliferum kan ta opp strontium fra vann, men tar ikke opp kalsium. (Foto: Wiley-VCH)
Closterium moniliferum kan ta opp strontium fra vann, men tar ikke opp kalsium. (Foto: Wiley-VCH)

Den radioaktive isotopen strontium-90 (90Sr) dannes ved spalting av uran, for eksempel i atomreaktorer.

Ved en atomulykke som den ved Fukushima Daiichi-kraftverket i Japan, kan radioaktivt strontium bli spredd både via vann og som radioaktivt nedfall.

Ligner kalsium

Strontium har mange likheter med ufarlig kalsium. Når mennesker og dyr får i seg strontium-90, for eksempel fra forurensa vann eller planter, blir stoffet tatt opp i kroppen som om det skulle vært kalsium.

Det binder seg blant annet til skjelettet, og kan skade både beinmarg og bloddannende organer. I likhet med mange andre radioaktive stoffer, kan også strontium-90 forårsake kreft.

Stoffet har ei halveringstid på rundt 30 år. Kombinert med lang oppholdstid i bein, gjør dette den radioaktive isotopen til en alvorlig helserisiko.

Vanskelig å fjerne

Likheten med kalsium gjør det også vanskelig å fjerne radioaktivt strontium fra forurensa vann. Der det finnes radioaktivt strontium, finnes det nemlig også kalsium. Som regel mye mer kalsium enn strontium.

Siden strontium er så likt kalsium, må man gjerne filtrere bort, fjerne og lagre store mengder ufarlig kalsium for å bli kvitt det radioaktive strontiumet.

Nå håper amerikanske forskere at en alminnelig ferskvannsalge skal gi dem nye metoder for å isolere og fjerne den problematiske isotopen.

Skiller klinten fra hveten

Doktorgradsstipendiat Minna Krejci og kollegene hennes ved Northwestern University i Illinois har oppdaga at ferskvannsalgen Closterium moniliferum kan ta opp strontium fra vann.

Den encella ferskvannsalgen tar vanligvis opp stoffet barium fra omgivelsene. Bariumet danner krystaller i sulfatrike vakuoler, små væskefylte rom i algecellene. Dersom det er strontium i nærheten, tar algen opp og krystalliserer også dette stoffet.

Algen tar derimot ikke opp kalsium, og nå forsøker Krejci og kollegene hennes å finne ut hvordan algen skiller disse stoffene fra hverandre.

Filtrering

Krejci håper at mer kunnskap om algen kan føre til nye måter å rense strontiumforurensa vann på. De ser for seg to forskjellige tilnærminger.

Det mest nærliggende alternativet er et algebasert filtreringssystem for lavradioaktivt avfall og forurensa vann.

- Disse algene er ganske store til encella organismer å være. Vi ser for oss at man kan plassere dem i en pose eller beholder med porer som er mindre enn algene, og plassere denne beholderen i det forurensa vannet, sier Krejci i en e-post.

- Etter at krystallene er danna, kan man fjerne beholderen og brenne algecellene. Da står man igjen med en veldig liten mengde krystaller, som så kan bli prosessert som høyradioaktivt avfall, forklarer hun.

Mye å lære

Det andre alternativet er en syntetisk separasjonsteknikk for strontium-90 basert på de kjemiske prosessene i algene.

Krejci forteller at det fortsatt er mye å lære om hvordan disse algene transporterer og krystalliserer strontium, før dette alternativet blir en reell mulighet.

Det er nemlig fortsatt mye forskerne ikke veit om Closterium moniliferum. For eksempel hvordan algene takler radioaktiv stråling. Krejci og kollegene hennes har ikke testa hvordan algene håndterer radioaktive strontium-isotoper.

Starter sorteringen raskt

Selv om algen i teorien skal ta opp strontium-90 på samme måte som andre strontiumisotoper, veit ikke forskerne om den radioaktive strontiumisotopen vil skade cellene.

Selv om algene ikke skulle være i stand til å overleve lenge i et radioaktivt miljø, mener Krejci imidlertid at de kan rekke å gjøre nytte for seg. Algene begynner nemlig å krystallisere strontium allerede en times tid etter at de har blitt eksponert for stoffet.

- Vi trur ikke algene vil dø umiddelbart. Det kan ta noe tid før den radioaktive strålinga skader algene alvorlig. Dette kan være nok til at algene rekker å danne krystaller, forklarer Krejci.

Referanse:

Krejci et al: Selective Sequestration of Strontium in Desmid Green Algae by Biogenic Co-precipitation with Barite;ChemSusChem, 29. mars 2011; doi: 10.1002/cssc.201000448.

Lenke:

Nature: Algae holds promise for nuclear clean-up