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科学家首次发现可以靠“呼吸”铀为生的细菌

2015-07-06  来源:天气网  【字体:  

据国外媒体报道,科学家发现一种可“呼吸”铀的细菌,能够清理被污染的地下水,后者主要生存在铀矿石加工工厂或者制造核武器的地点。来自罗格斯大学的科学家在科罗拉多州丹佛以西大约200英里的铀矿石粉碎地点发现了这些细菌菌株,其被命名为β-变形菌,能够呼吸氧气或者铀进入化学反应,并从中汲取能量。可呼吸铀的细菌在微生物界是相当罕见的,它们能够吸入铀,科学家此前在铀浓度减少的地下水中发现铁细菌呼吸较为活跃。

核污染地区拥有特别的细菌群落

不过到目前为止,科学家还没有证明这些呼吸铁元素的细菌是否也能够呼吸空气中的铀,研究认为细菌可能通过化学反应消耗铀元素。罗格斯大学团队观察了这些细菌的活动过程,并从一些浓度适合的环境中分离出新的菌株,研究菌株是如何演变的。

针对可呼吸铀元素细菌的研究,科学家已经完成了它们的基因组测序,以便未来对其进行遗传因子的研究,了解这些细菌是如何在铀环境中生长的。

开采出的铀矿石

科罗拉多河地下水存在铀的污染问题,科学家希望通过化学方法将其进行稀释,但是这个方法过于昂贵、危险,因此生物学处理方法是一种潜在的途径,尤其是在高放射性核素污染的地方,剂量过高的环境中也不利于化学方法的展开。

因此生物方法一旦成功,就可以在铀核武库附近、核电站燃料处理等地方使用,以降低环境的铀浓度。同时,美军使用的贫油穿甲弹也需要进行处理,中东许多地方在经历战争后遗留着这些物质,有可能在地下水中出现高浓度的铀。

人类最早使用铀的天然氧化物,可以追溯到公元79年以前。当时氧化铀被用来为陶瓷上黄色的彩釉。1912年,牛津大学的R. T. Gunther在意大利那不勒斯湾波希里坡海角(Cape Posillipo)的古罗马别墅中,发现了含1%氧化铀的黄色玻璃。

从欧洲中世纪晚期开始,波希米亚约阿希姆斯塔尔(既今捷克亚希莫夫)的居民就使用哈布斯堡银矿中提取的沥青铀矿来制造玻璃。19世纪初,人们所知的铀矿仅在以上的地点。

铀可用来生产核武器

铀元素是由德国化学家马丁·克拉普罗特发现的。1789年,他在位于柏林的实验室中,把沥青铀矿溶解在硝酸中,再用氢氧化钠中和,成功沉淀出一种黄色化合物(可能是重铀酸钠)。

克拉普罗特假设这是一种未知元素的氧化物,并用炭进行加热,得出黑色的粉末。他错误地认为这就是新发现的元素,但其实该粉末才是铀的氧化物。他以威廉·赫歇尔在八年前发现的天王星(Uranus)来命名这种新元素,而天王星本身是以希腊神话中的天神乌拉诺斯命名的。同样地,铀之后的镎(Neptunium)以海王星(Neptune)命名,其后的钚(Plutonium)则以冥王星(Pluto)命名。

开采出的铀矿石

1841年,巴黎中央工艺学校(Conservatoire National des Arts et Métiers)分析化学教授尤金-梅尔希奥·皮里哥把四氯化铀和钾一同加热,首次分离出铀金属。19世纪时人们不意识到铀的危险性,因此发展了各种铀的日常应用,其中包括历史流传下来的陶瓷和玻璃上色。

1896年,亨利·贝可勒尔在位于巴黎的实验室中,使用铀元素发现了放射性。贝可勒尔将硫酸铀钾盐(K?UO?(SO?)?)放在照相底片上,并置于抽屉当中。取出之后,他发觉底片出现了雾状影像。他得出结论,铀会发出一种不可见光或射线,在底片上留下了影像。

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