Il test in miniera riduce del 96% la contaminazione disciolta, mentre restano aperte stabilità, costi e gestione a lungo termine
LA NOTIZIA IN BREVE – Una comunità batterica presente nell’acqua della miniera tedesca di Schlema-Alberoda ha ridotto del 96% l’uranio esavalente disciolto, portandolo da 1 a 0,04 milligrammi per litro in 130 giorni. I microrganismi, stimolati con glicerolo, hanno trasformato l’uranio in precipitati solidi meno mobili nelle falde. La radioattività resta intatta: cambia la forma chimica del metallo e diminuisce la sua capacità di spostarsi nell’ambiente. Lo studio, pubblicato su Nature Communications, coinvolge il centro Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, l’Università di Granada, l’ESRF e la società pubblica Wismut, erede dell’industria uranifera della Germania orientale e oggi responsabile della bonifica.
Il risultato apre a prospettive concrete per il risanamento delle acque contaminate, ma la prova resta confinata alla sperimentazione in contenitori da due litri e 130 giorni. Serviranno verifiche sulla stabilità dei precipitati, sulla riossidazione e sugli effetti su arsenico, solfati e falde. Per l’Italia, dove il nucleare torna nel confronto politico, il test offre una lezione precisa: ogni scelta energetica deve comprendere miniere, combustibile, decommissioning, rifiuti radioattivi e Deposito nazionale.
Se vuoi andare oltre alla sintesi della nostra notizia leggi qui di seguito l’approfondimento:
L’APPROFONDIMENTO – Una comunità batterica presente nell’acqua di una vecchia miniera tedesca ha ridotto del 96% la concentrazione di uranio esavalente disciolto, portandola da 1 a 0,04 milligrammi per litro in 130 giorni. L’uranio conserva identità e radioattività, ma assume forme solide meno mobili e quindi meno capaci di diffondersi nelle falde.
Lo studio, pubblicato il 4 maggio 2026 su Nature Communications, indica una possibile applicazione nella bonifica delle acque contaminate dalle attività estrattive. Il risultato arriva però da contenitori da due litri, mantenuti in condizioni controllate. Il passaggio alla miniera richiederà prove sul campo capaci di verificare la stabilità dei precipitati, la possibile riossidazione dell’uranio e gli effetti sugli altri contaminanti.
Alla ricerca ha partecipato anche WISMUT GmbH, società pubblica responsabile della bonifica delle vecchie miniere di uranio della Germania orientale. Il suo coinvolgimento merita attenzione sia per l’esperienza maturata nei siti contaminati sia per la presenza di un brevetto dedicato alla bonifica microbica delle acque.
La ricerca assume un significato particolare anche per l’Italia, dove il Parlamento discute una legge delega destinata a riaprire il settore nucleare. I batteri possono contribuire alla bonifica delle miniere e delle falde, mentre combustibile esaurito e rifiuti ad alta attività richiedono soluzioni completamente diverse. La distinzione aiuta a capire possibilità e confini di una tecnologia presentata spesso con il titolo, efficace quanto impreciso, di “batteri divora-uranio”.
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Che cosa hanno fatto i batteri della miniera tedesca?
L’acqua utilizzata nell’esperimento proviene dalla miniera di uranio di Schlema-Alberoda, in Sassonia. L’attività estrattiva terminò nel 1990 e le gallerie vennero progressivamente allagate. L’acqua che attraversa il sottosuolo raccoglie ancora oggi uranio, arsenico, ferro e solfati prima di raggiungere l’impianto di trattamento.
I ricercatori hanno prelevato l’acqua all’ingresso dell’impianto e l’hanno distribuita in contenitori da due litri. Hanno poi aggiunto 10 millimoli per litro di glicerolo e mantenuto i campioni al buio, in assenza di ossigeno e a circa 28 gradi per 130 giorni. Ogni condizione comprendeva tre repliche.
Il glicerolo ha fornito energia ai microrganismi già presenti nell’acqua. Dopo una fase iniziale lenta, la concentrazione di uranio esavalente disciolto è scesa fino a 0,04 milligrammi per litro, sotto la fascia di scarico citata dagli autori per la Sassonia, compresa tra 0,20 e 0,50 milligrammi per litro.
Nello stesso sistema sono diminuite anche le concentrazioni di ferro, solfati e arsenico, rispettivamente del 98%, 68% e 44%. L’esperimento mostra quindi una trasformazione più ampia della chimica dell’acqua: il nutriente alimenta i batteri, i batteri cambiano l’ambiente circostante e diversi elementi reagiscono alle nuove condizioni.
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Quanto ha inciso l’attività batterica?
I campioni di controllo permettono di distinguere il contributo dei microrganismi dagli altri fenomeni. Nell’acqua con batteri vivi e senza glicerolo, l’uranio disciolto è diminuito di circa il 25%. Nei contenitori sterilizzati ai quali i ricercatori avevano aggiunto il glicerolo, il calo ha raggiunto il 36%.
Una parte dell’uranio può aderire alle pareti dei recipienti, alla biomassa e alle particelle minerali. Quando l’esperimento ha riunito microrganismi vivi e glicerolo, la riduzione ha raggiunto il 96%. Il metabolismo della comunità microbica ha quindi dato un contributo determinante, pur agendo insieme a processi fisici e chimici.
Il 22 giugno 2026 Nature Communications ha pubblicato una correzione relativa alle unità di misura. In otto punti, la prima versione riportava “mg mL⁻¹” al posto di “mg L⁻¹”. La rivista ha corretto il testo digitale; la modifica riguarda un errore tipografico e lascia invariati risultati e conclusioni.
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Che cosa significa quel 96%?
Il dato misura la diminuzione dell’uranio esavalente rimasto disciolto nell’acqua. Gli atomi di uranio conservano massa e radioattività. Il processo modifica invece il loro stato chimico, la solubilità e la capacità di spostarsi nell’ambiente.
In presenza di ossigeno, l’uranio esavalente U(VI) forma complessi relativamente solubili. L’acqua può trasportarli attraverso fratture rocciose, sedimenti e falde. Quando l’uranio riceve elettroni, passa verso stati di ossidazione inferiori e forma composti meno solubili.
Nell’esperimento, gran parte dell’uranio ha lasciato la fase acquosa e si è concentrata in nanoparticelle solide associate alle cellule batteriche e ai minerali. Questa immobilizzazione geochimica riduce la capacità del contaminante di raggiungere pozzi, corsi d’acqua e acquiferi.
La bioremediation agisce quindi sulla via di esposizione. Concentra l’uranio in una forma che può rimanere nel sottosuolo, oppure essere sorvegliata e rimossa attraverso successive operazioni di bonifica.
L’espressione “batteri divora-uranio” semplifica il processo. I microrganismi usano il glicerolo, producono sostanze reattive, trasferiscono elettroni e favoriscono la formazione di nuovi composti. L’uranio cambia forma anziché scomparire.
Quali microrganismi hanno guidato il processo?
Il laboratorio ha lavorato con l’intera comunità microbica presente nell’acqua della miniera. Il glicerolo ha favorito i batteri fermentativi, capaci di produrre acidi organici e idrogeno. Queste molecole hanno alimentato altri microrganismi che riducono solfati, ferro e metalli.
Tra i gruppi più rilevanti compaiono Desulfobulbus e Desulfovibrio, batteri solfato-riduttori. Il primo genere ha raggiunto circa il 14% della comunità analizzata, mentre il secondo ha superato di poco l’1%.
La loro attività può generare solfuro di idrogeno, capace di reagire con ferro e uranio. Altri microrganismi possono trasferire elettroni direttamente al metallo attraverso enzimi e proteine di membrana.
La riduzione dell’uranio potrebbe quindi derivare sia dall’azione diretta delle cellule sia dalle trasformazioni chimiche prodotte dal loro metabolismo, che modificano l’ambiente circostante e favoriscono la precipitazione del metallo. I dati lasciano ancora aperto il contributo specifico di ciascun meccanismo.
Il risultato dipende dunque dall’azione combinata di specie diverse e dalle caratteristiche chimiche dell’acqua. Ogni applicazione sul campo richiederà una valutazione specifica del sito, perché pH, salinità, carbonati, nitrati, ferro e velocità dei flussi condizionano il comportamento dell’uranio.
Perché l’uranio pentavalente ha sorpreso i ricercatori?
Le analisi microscopiche e spettroscopiche hanno esaminato 231 nanoparticelle associate a cinque cellule. I ricercatori hanno identificato 128 particelle di FeU(V)O₄, pari al 55,4%, 93 particelle di uraninite contenente U(IV), pari al 40,3%, e dieci particelle di pirite. La maggior parte misurava tra due e tre nanometri.
La presenza dell’uranio pentavalente U(V) rappresenta l’elemento scientificamente più interessante. Gli studi di chimica ambientale descrivono spesso U(V) come uno stato intermedio e instabile lungo il passaggio dalla forma esavalente, più mobile, a quella tetravalente, meno solubile.
Nel test tedesco, il composto FeU(V)O₄ ha mantenuto una quota consistente durante tutti i 130 giorni in condizioni prive di ossigeno. Il gruppo ha poi esposto una parte del precipitato all’aria per quattro settimane. Alla fine, il 53% dell’uranio conservava lo stato pentavalente, il 40% aveva ripreso la forma esavalente e il 7% restava tetravalente.
Il test indica una stabilità dell’U(V) superiore alle attese, ma mostra anche la capacità dell’ossigeno di riportare una parte dell’uranio verso la forma più solubile. Quattro settimane offrono una prima indicazione; una bonifica mineraria richiede risultati stabili per anni o decenni.
Piogge, siccità, infiltrazioni d’aria, oscillazioni della falda e cambiamenti del pH possono modificare il ciclo chimico e aumentare nuovamente la quota di uranio disciolto. La durata dell’immobilizzazione rappresenta quindi il principale banco di prova della tecnologia.
Quanto è difficile passare dal laboratorio alla miniera?
Dentro un contenitore da due litri i ricercatori controllano temperatura, ossigeno, nutrienti e durata dell’esperimento. Una miniera allagata presenta fratture, correnti, zone ossigenate, aree prive di ossigeno e tempi di permanenza dell’acqua molto differenti.
Il passaggio alla scala reale richiederà pozzi pilota, traccianti, campionamenti a diverse profondità e monitoraggio continuo. Anche l’impiego del glicerolo impone una valutazione completa. La produzione di biodiesel lo rende disponibile a costi contenuti, ma la sua introduzione nel sottosuolo alimenta molte reazioni nello stesso momento.
La riduzione dei solfati può produrre solfuro di idrogeno. La mobilità di altri elementi può aumentare o diminuire. La biomassa può accumularsi nei pori e nelle condotte. Il consumo di ossigeno può modificare la qualità delle acque a valle.
Una sperimentazione sul campo dovrebbe valutare contemporaneamente almeno cinque parametri: la concentrazione di uranio disciolto, la sua forma chimica, la stabilità dei precipitati, il comportamento degli altri contaminanti e la qualità microbiologica dell’acqua.
La biostimolazione potrebbe affiancare il trattamento già attivo a Schlema-Alberoda. L’impianto usa aerazione, rimozione dell’anidride carbonica e reagenti alcalini per far precipitare uranio e altri contaminanti. In seguito separa i solidi e produce fanghi che richiedono gestione e custodia.
L’attività batterica potrebbe trattenere una parte dell’uranio direttamente nel sottosuolo e ridurre il carico diretto all’impianto. Questa soluzione trasferirebbe però l’attenzione sui precipitati formati nella miniera e sulla loro stabilità nel tempo.
Chi ha condotto lo studio?
La ricerca riunisce il centro pubblico tedesco Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, l’Università di Granada, l’European Synchrotron Radiation Facility di Grenoble e WISMUT GmbH.
I gruppi scientifici hanno progettato l’esperimento, gestito i microcosmi, svolto le analisi chimiche, estratto il DNA e caratterizzato le particelle attraverso microscopia e spettroscopia a raggi X.
Wismut compare nello studio attraverso Andrea Kassahun, unica autrice affiliata alla società. L’azienda ha fornito i campioni, condiviso informazioni specifiche sulla bonifica e garantito supporto tecnico durante le campagne di prelievo.
Gli autori indicano finanziamenti dell’Università di Granada e del progetto europeo RadoNorm, sostenuto dal programma Euratom, oltre a fondi della European Radioecology Alliance. Lo studio dichiara l’assenza di interessi concorrenti.
La ricerca nasce quindi dalla collaborazione tra laboratori pubblici e il gestore del sito. Wismut conosce la miniera, controlla le acque e possiede dati accumulati in oltre trent’anni di bonifica. Questa posizione rende il suo contributo utile e, nello stesso tempo, richiede trasparenza sulle applicazioni industriali della tecnologia.
Quale legame esiste tra Wismut e il nucleare?
Il rapporto risulta diretto. La precedente SAG/SDAG Wismut gestì per decenni l’estrazione dell’uranio nella Germania orientale per l’Unione Sovietica. Nel 1967 la produzione raggiunse il massimo annuale di 7.110 tonnellate.
La produzione programmata terminò il 31 dicembre 1990. Nel 1991 la Germania federale trasformò SDAG Wismut in Wismut GmbH e le affidò la bonifica delle miniere, delle discariche, degli impianti e delle acque contaminate in Sassonia e Turingia. Oggi la Repubblica Federale Tedesca possiede interamente la società e ne finanzia le attività.
Il programma di risanamento guarda al 2050, mentre il trattamento delle acque, la manutenzione e il monitoraggio proseguiranno oltre quella scadenza. La società indica oltre 7,4 miliardi di euro di finanziamenti federali destinati alla bonifica fino alla fine del 2025.
Il 1° giugno 2021 Wismut ha effettuato l’ultimo trasporto di uranio recuperato durante il trattamento delle acque di Königstein: 19,5 tonnellate di miscela contenente acqua e ossido di uranio. Oggi l’azienda offre competenze sulla bonifica mineraria e sui siti radioattivi anche fuori dalla Germania.
Wismut rappresenta quindi l’erede operativa dell’industria uranifera tedesca orientale e, allo stesso tempo, il soggetto pubblico incaricato di ripararne i danni ambientali.
Quale interesse brevettuale accompagna la ricerca?
Wismut possiede un brevetto tedesco dedicato alla bonifica microbica in situ e all’immobilizzazione di contaminanti inorganici nelle acque. La società ha depositato la domanda nel 2011; il registro indica la concessione e la pubblicazione della versione B4 il 2 aprile 2026.
Tra gli inventori compare Andrea Kassahun, la ricercatrice Wismut che firma anche lo studio pubblicato un mese dopo su Nature Communications.
Il brevetto descrive materiali e reagenti diversi dal glicerolo utilizzato nell’esperimento. Conferma però un interesse tecnologico che Wismut coltiva da anni: stimolare microrganismi già presenti nel sottosuolo per immobilizzare uranio e altri contaminanti.
La presenza del brevetto rappresenta un’informazione rilevante per ricostruire il contesto della ricerca. Il valore scientifico dello studio dipende dal metodo, dalla qualità dei dati, dalla revisione tra pari e dalla possibilità di riprodurre i risultati. L’interesse applicativo riguarda invece il futuro impiego della tecnologia e i possibili risparmi nella gestione delle acque contaminate.
Perché la ricerca interessa il dibattito italiano?
Il 4 giugno 2026 la Camera ha approvato il disegno di legge delega sull’energia nucleare sostenibile. Il testo, diventato Atto Senato S.1924, è in esame presso l’8ª Commissione permanente. Tra il 30 giugno e il 7 luglio la Commissione ha ascoltato imprese, università, organismi scientifici, autorità pubbliche e associazioni ambientaliste.
La delega riguarda l’intero ciclo di vita dell’energia nucleare: ricerca, progettazione, autorizzazioni, esercizio, combustibile, smantellamento, rifiuti radioattivi e sicurezza. Il testo assegna al Governo dodici mesi per definire il nuovo quadro normativo attraverso uno o più decreti legislativi.
Il confronto politico si concentra soprattutto sui reattori modulari, sulle tecnologie avanzate, sulla decarbonizzazione e sulla sicurezza energetica. Il caso tedesco aggiunge un elemento spesso marginale nella discussione: l’estrazione dell’uranio e la gestione delle conseguenze ambientali nei territori minerari.
L’Italia potrebbe importare tutto il combustibile necessario. Acque contaminate, rocce di scarto e siti da bonificare rimarrebbero nei Paesi estrattori, ma continuerebbero a far parte della filiera energetica alimentata dalla domanda italiana.
Una valutazione completa del nucleare deve quindi comprendere anche origine dell’uranio, lavorazione del minerale, arricchimento, fabbricazione del combustibile e trattamento dei residui.
Quanti rifiuti radioattivi conserva l’Italia?
L’Inventario nazionale di ISIN censisce al 31 dicembre 2024 33.766,60 metri cubi di rifiuti radioattivi, con un aumento del 3,38% rispetto all’anno precedente. Il 23% proviene dalla ricerca, il 21% dalla medicina e dall’industria, un altro 21% dal ciclo del combustibile nucleare, il 18% dal decommissioning e il 17% dall’esercizio storico delle centrali. Sommando centrali, smantellamento e ciclo del combustibile, il 56% del volume conserva un legame diretto con la precedente filiera nucleare italiana.
La categoria dedicata alle centrali comprende i rifiuti prodotti durante l’esercizio degli impianti di Caorso, Trino, Latina e Garigliano. Le attività di smantellamento generano inoltre nuovi materiali contaminati che richiedono trattamento, condizionamento e custodia. L’Italia ha inviato in Francia e nel Regno Unito il 99% del combustibile irraggiato proveniente dalle quattro centrali per sottoporlo a riprocessamento. I residui rientreranno nel Paese sotto forma di rifiuti vetrificati.
Nel frattempo, i siti nucleari e i depositi temporanei autorizzati custodiscono i materiali già presenti. Circa il 70% mantiene ancora la forma originaria di produzione.
La bioremediation può aiutare nella gestione di falde, sedimenti, miniere e alcuni flussi liquidi contaminati. I rifiuti ad alta attività richiedono invece matrici stabili, contenitori resistenti, barriere geologiche e sistemi di controllo. Il futuro Deposito nazionale dovrà accogliere in via definitiva i rifiuti a molto bassa e bassa attività e custodire temporaneamente quelli destinati a una successiva soluzione geologica.
Quale percorso può trasformare il test in una soluzione reale?
Il primo passo riguarda la verifica sul campo. Enti pubblici, università e autorità di radioprotezione dovrebbero progettare sperimentazioni indipendenti, definendo in anticipo durata, soglie, indicatori e condizioni per interrompere l’intervento.
Il monitoraggio dovrebbe seguire contemporaneamente la concentrazione dell’uranio disciolto, la sua forma chimica, i processi di riossidazione, la stabilità dei precipitati, la produzione di composti solforati, la mobilità dell’arsenico e gli effetti complessivi sulla falda.
Il secondo elemento riguarda la trasparenza. Brevetti, contratti, finanziamenti, accesso ai campioni e proprietà dei dati aiutano a distinguere il risultato scientifico dalla sua possibile valorizzazione industriale. La pubblicazione di queste informazioni protegge la credibilità dei ricercatori e permette una valutazione pubblica più completa.
Anche il nuovo dibattito italiano sul nucleare richiede lo stesso livello di chiarezza. Costi di costruzione, produzione elettrica, smantellamento, gestione del combustibile e sistemazione finale dei rifiuti devono rientrare nello stesso calcolo.
Deposito nazionale, rientro dei residui vetrificati, inventario aggiornato, autorità indipendente e risorse per il decommissioning rappresentano condizioni concrete per qualsiasi nuova politica nucleare.
Ogni reattore produce energia per alcuni decenni e lascia impegni che durano molto più a lungo. Per questo il confronto con i territori deve iniziare prima delle autorizzazioni e comprendere dati accessibili, controlli pubblici, responsabilità riconoscibili e risorse garantite nel tempo.
Quale lezione lascia il test di Schlema-Alberoda?
I batteri presenti nell’acqua della miniera hanno trasformato gran parte dell’uranio disciolto in particelle meno mobili. Il test ha inoltre mostrato una stabilità dell’uranio pentavalente superiore a quella generalmente prevista.
Il risultato potrebbe ridurre il carico sugli impianti di trattamento e offrire un nuovo strumento per la bonifica delle miniere. La prova copre 130 giorni e riguarda un sistema chiuso. Il prossimo passaggio dovrà misurare il comportamento dell’uranio direttamente nel sottosuolo e lungo periodi molto più estesi.
La ricerca tedesca offre quindi una soluzione promettente per uno specifico problema ambientale: la contaminazione delle acque legata all’estrazione dell’uranio. Il combustibile esaurito e i rifiuti ad alta attività restano affidati a depositi, barriere ingegneristiche e controlli istituzionali.
Per l’Italia, che valuta il ritorno all’energia nucleare, la questione centrale riguarda l’intero ciclo. La produzione elettrica rappresenta una parte del sistema; miniere, smantellamento e rifiuti ne completano il bilancio.
Link utili:
Studio originale su Nature Communications
Iter del disegno di legge S.1924 al Senato
Note per i lettori
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