Российские ученые обнаружили на дне Финского залива сообщества микроорганизмов, которые создают условия для накопления железа, марганца и других металлов. В перспективе этот природный механизм может лечь в основу технологий, позволяющих извлекать ценные элементы из загрязненной воды и промышленных отходов.
Исследователей заинтересовали железомарганцевые конкреции – твердые образования, способные накапливать медь, никель, кобальт и редкоземельные элементы. В глубоком океане они увеличиваются примерно на миллиметр за миллион лет, тогда как на шельфе процесс может идти значительно быстрее. Например, в Балтийском море речь может идти уже о нескольких миллиметрах за столетие.
Изучение ДНК показало, что поверхность таких образований заселяют особые бактерии и археи, которых почти нет в расположенных рядом донных отложениях. Среди них ученые обнаружили микроорганизмы, участвующие в превращениях железа и марганца, а также соединений азота и серы.
При этом говорить, что бактерии непосредственно «строят» руду, пока рано. Скорее, вокруг себя они формируют микросреду, где растворенные вещества легче переходят в твердую форму и осаждаются. Именно этим механизмом исследователи предлагают воспользоваться технологически.
Один из вариантов – пропускать загрязненную металлами воду через системы с подобранными микробными сообществами. Вместо того чтобы оставлять элементы в растворенном состоянии, бактерии могли бы способствовать их концентрированию. Получившийся материал затем можно было бы собирать и перерабатывать, одновременно очищая воду и возвращая металлы в производство.
Особый интерес представляют не только морские месторождения. Аналогичный подход потенциально применим к шахтным отвалам, хвостам обогащения и электронным отходам, где уже сконцентрированы литий, кобальт, никель и редкоземельные элементы. Такие накопления фактически становятся техногенными месторождениями.
До промышленного «выращивания руды», однако, еще далеко. Ученым предстоит определить оптимальные виды микроорганизмов, условия их работы и возможное влияние на экосистемы. Особенно осторожного подхода требует морское дно: многие обитающие там организмы еще практически не изучены, поэтому вмешательство в естественные микробные сообщества может иметь непредсказуемые последствия.
