Estudo confirma que o nitrato pode atrair urânio para as águas subterrâneas

Jul 13, 2023

22 de março de 2023 · 5 minutos de leitura

Oito anos atrás, os dados eram sólidos, mas apenas sugestivos, as evidências fortes, mas circunstanciais.

Agora, Karrie Weber, da Universidade de Nebraska-Lincoln, e seus colegas confirmaram experimentalmente que o nitrato, um composto comum em fertilizantes e dejetos animais, pode ajudar a transportar o urânio natural do subsolo para as águas subterrâneas.

A nova pesquisa apóia um estudo conduzido por Weber em 2015 mostrando que os aquíferos contaminados com altos níveis de nitrato – incluindo o Aquífero High Plains que reside abaixo de Nebraska – contêm concentrações de urânio que excedem em muito o limite estabelecido pela Agência de Proteção Ambiental. Concentrações de urânio acima desse limite de EPA demonstraram causar danos renais em humanos, especialmente quando consumidos regularmente através da água potável.

"A maioria dos Nebraskans dependem de águas subterrâneas como água potável", disse Weber, professor associado da Escola de Ciências Biológicas e do Departamento de Ciências da Terra e Atmosféricas. “Em Lincoln, contamos com isso. Muitas comunidades rurais dependem da água subterrânea.

"Então, quando você tem altas concentrações (de urânio), isso se torna uma preocupação potencial."

A pesquisa já havia estabelecido que o carbono inorgânico dissolvido poderia separar quimicamente vestígios de urânio de sedimentos subterrâneos, preparando-o para ser transportado para as águas subterrâneas. Mas o estudo de 2015, que descobriu que certas áreas do Aquífero High Plains continham níveis de urânio de até 89 vezes o limite da EPA, convenceu Weber de que o nitrato também estava contribuindo.

Então, com a ajuda de 12 colegas, Weber começou a testar a hipótese. Para fazer isso, a equipe extraiu dois núcleos cilíndricos de sedimentos – cada um com cerca de 2 polegadas de largura e 60 pés de profundidade – de um local aquífero perto de Alda, Nebraska. Esse local não apenas contém vestígios naturais de urânio, os pesquisadores sabiam, mas também permite que as águas subterrâneas fluam para o leste no rio Platte adjacente.

Objetivo deles? Recrie esse fluxo nas amostras de sedimento e determine se a adição de algum nitrato à água aumentaria a quantidade de urânio que foi levado com ela.

"Uma das coisas que queríamos garantir era que não alteramos o estado do urânio ou dos sedimentos ou da comunidade (microbiana) quando coletamos as amostras", disse Weber. "Fizemos tudo o que podíamos para preservar as condições naturais."

"Tudo" significava imediatamente tampar e selar com cera os núcleos extraídos, deslizando-os em tubos herméticos, lavando esses tubos com gás argônio para dissipar qualquer oxigênio e colocando-os no gelo. De volta ao laboratório, Weber e seus colegas acabariam removendo segmentos de 15 polegadas de cada um dos dois núcleos. Esses segmentos consistiam em areia e lodo que continham níveis relativamente altos de urânio.

Mais tarde, a equipe preencheria várias colunas com esse lodo antes de bombear água subterrânea simulada aproximadamente na mesma taxa que teria viajado no subsolo. Em alguns casos, essa água não continha nada extra. Em outros, os pesquisadores adicionaram nitrato. Em outros casos, eles adicionaram nitrato e um inibidor projetado para interromper a atividade bioquímica de microorganismos que vivem no sedimento.

A água contendo nitrato, mas sem o inibidor microbiano, conseguiu transportar cerca de 85% do urânio - em comparação com apenas 55% quando a água não tinha nitrato e 60% quando continha nitrato mais o inibidor. Esses resultados implicaram tanto o nitrato quanto os micróbios na mobilização adicional do urânio.

Eles também apoiaram a hipótese de que uma série de eventos bioquímicos, desencadeados pelos micróbios, estava transformando o urânio sólido em uma forma que poderia ser facilmente dissolvida em água. Primeiro, as bactérias que vivem no sedimento doam elétrons ao nitrato, catalisando sua transformação em um composto chamado nitrito. Esse nitrito então oxida - rouba elétrons - do urânio vizinho, transformando-o de um mineral sólido em um aquoso, pronto para surfar no fio de água que se infiltra no lodo.