In 130 giorni, i batteri riducono il 95% dell’uranio disciolto in acqua e lo trasformano in un composto chimico stabile. È quanto ha dimostrato per la prima volta un team dell’Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), in collaborazione con Wismut GmbH e l’Università di Granada. I risultati sono stati pubblicati su Nature Communications nel 2026.
L’esperimento ha utilizzato acqua prelevata dalla miniera allagata di Schlema-Alberoda, nelle Monti Metalliferi sassoni, un sito con concentrazioni di uranio particolarmente elevate. I ricercatori hanno aggiunto glicerolo all’acqua di miniera come fonte di nutrimento per i batteri e hanno osservato il processo in condizioni anossiche per 130 giorni. Il risultato è stato netto: solo il 5% dell’uranio originariamente disciolto è rimasto in forma libera nei campioni. La comunità batterica indigena, stimolata dal glicerolo, ha ridotto l’uranio e lo ha incorporato nelle proprie pareti cellulari. I batteri appartenenti alla famiglia Propionibacteriaceae, insieme a generi come Berkelbacteria e Propionivibrio, si sono rivelati tra i protagonisti di questo processo metabolico.
La parte più inattesa riguarda la forma chimica assunta dall’uranio. L’uranio normalmente esiste con una valenza di 4 o 6. L’uranio pentavalente — cioè con valenza 5 — è sempre stato considerato instabile, uno stato di transizione fugace. Lo studio ha invece rilevato una proporzione insolitamente alta di uranio pentavalente nelle biomasse analizzate, stabilizzato nel composto FeU(V)O₄ insieme a ferro e ossigeno. Questo composto è rimasto stabile per almeno 130 giorni in condizioni anossiche e per quattro settimane anche dopo l’esposizione all’ossigeno. Per caratterizzare con precisione le forme chimiche presenti, il team ha impiegato tecniche spettroscopiche e microscopiche avanzate, tra cui esperimenti condotti alla Rossendorf Beamline (ROBL) presso l’European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) di Grenoble.
Il contesto da cui nasce questa ricerca è diretto: le attività minerarie possono liberare uranio dal suolo e trasformarlo in forme solubili che migrano nelle acque sotterranee. Una volta disciolto, l’uranio è tossico sia chimicamente che per la sua radioattività. Le tecniche di trattamento convenzionali richiedono impianti costosi e intervento continuo. L’idea di sfruttare le comunità batteriche già presenti nelle acque di miniera — semplicemente stimolandole con un substrato come il glicerolo — offre un approccio molto più diretto. Studi precedenti avevano già indicato il glicerolo come donatore di elettroni efficace per i batteri riduttori di uranio, ma nessuno aveva ancora documentato la formazione stabile dell’uranio pentavalente in un sistema reale di acqua di miniera.
Le implicazioni per la bonifica dei siti contaminati da uranio sono concrete. I ricercatori sottolineano che comprendere la persistenza dell’uranio pentavalente in condizioni ambientali reali è indispensabile per progettare strategie di risanamento più affidabili. L’uranio immobilizzato nelle pareti batteriche e convertito in forme insolubili non si disperde nell’ambiente idrico circostante. Se il processo venisse confermato su scala più ampia, potrebbe integrare o sostituire parte degli impianti di trattamento chimico attualmente in uso nei siti minerari dismessi in Germania, nella Repubblica Ceca e in altre regioni europee con un’eredità significativa di estrazione di uranio durante il Novecento.
Sarà determinante capire fino a che punto queste condizioni siano riproducibili in acquiferi con caratteristiche geochimiche diverse. La stabilità del composto FeU(V)O₄ nel tempo, anche in presenza di ossigeno, è un segnale incoraggiante. Se la ricerca confermerà questi risultati in ambienti più eterogenei, la biorisanamento dell’uranio potrebbe affermarsi come metodo standard per il recupero di siti estrattivi contaminati, con costi e impatto ambientale ben inferiori rispetto alle soluzioni puramente chimiche oggi disponibili.
