Kemisk stof kan beskytte afgrøder mod radioaktivt nedfald

Store landområder omkring japanske Fukushima ligger øde efter det radioaktive udslip i 2011. Jorden er svær at opdyrke. Der er dels risiko for, at de radioaktive stoffer cæsium-134 og -137 bliver viderebragt til dyr og mennesker, dels ødelægger nedfaldet selve planterne, fordi stoffet er let opløseligt i vand og minder om det nødvendige kalium i sin struktur.

Derfor henvendte forskere fra Riken Center for Sustainable Sciences i Japan sig i 2014 til Institut for Fysik, Kemi og Farmaci på Syddansk Universitet for at få hjælp til simulering af en ny oprensningsmetode.

Princippet gik på at finde frem til en kemisk forbindelse, som kunne suge cæsium til sig i jorden, så det ikke ville binde til vand og nå ud i planterne. Eftersom cæsium-137 har en halveringstid på 30 år, ville der ellers gå mange årtier, før landbrugsjorden omkring Fukushima ville kunne bruges igen. Og problemet er, at når cæsium minder om kalium i egenskaber, så vil stofferne slås med hinanden inde i plantecellen og forhindre vækst.

Japanske forskere har forsøgt sig med 10.000 kemiske stoffer over for planten almindelig gåsemad for at se, hvordan de kunne forhindre atomnedfald i at nå plantens stængel. Illustration: Wikipedia

Forskerne i Japan gik i gang med at undersøge hele paletten af kemiske stoffer, cirka 10.000, som måske kunne vise sig egnede. De fandt frem til fem, som havde den egenskab, at de på forskellig vis reducerede risikoen for ophobning af cæsium i planterne. De kaldte stofferne for CsTolen A-E, og disse blev videre undersøgt på den urt, der på dansk bliver kaldt almindelig gåsemad.

Mest egnet fandt de til sidst CsTolen A, som reducerede cæsium mest, når planten blev dyrket i cæsium-holdigt vand indeholdende dette CsTolen A. Her blev det meste cæsium altså hængende i vandet uden at blive opsuget i planten.

Læs også: Fukushima-ulykke fordobler radioaktiviteten ved Canadas vestkyst

Dog var forskerne ikke helt klar over, hvorfor det var tilfældet - om reduktionen skete i jorden eller i selve planten. Derfor henvendte de sig til lektor Himanshu Khandelia fra Syddansk Universitet.

Ved hjælp af en række computersimuleringer af, hvordan CsTolen A reagerede med cæsium og andre alkali-stoffer har han været med til at fastslå de nærmere egenskaber for det fundne stof. Han fandt ud af, at det var jorden, der skulle ses på, da stoffet ikke fik planten til at frastøde optaget cæsium, men helt hindrede, at planten modtog det.

Selv om de fem kemiske forbindelser slet ikke var opbygget på samme måde, var de dog alle små organiske forbindelser med en molekylær vægt på blot 200-400 g/mol med flere nitrogenatomer. Og computersimuleringerne afslørede, at CsTolen A bandt glimrende til cæsium og forhindrede det i at nå ind i planten.

Stoffet forhindrede imidlertid ikke optagelsen af natrium, kalium og rubidium, som alle ligger nært på cæsium i egenskaber. Derfor kunne de fastslå, at det var særligt brugbart lige for cæsium, isoleret set, formentlig på grund af stoffets størrelse, struktur og ladning.

Læs også: 28 år efter Tjernobyl bliver norske rensdyr igen radioaktive af nedfaldet

Ifølge Himanshu Khandelia fra Syddansk Universitet har opdagelsen ikke blot fordele for jorden i Fukushima og Tjernobyl, men kan også gøre en forskel i Danmark.

»Det store arbejde med de 10.000 stoffer har været ren ‘trial-and-error’ og et kæmpe arbejde. Derfor har vores simuleringer fået fastlagt bindingerne for de forskellige stoffer, så de f.eks. kan bruges til forhindring af andre typer radioaktivt nedfald en anden gang,« fortæller han.

Desuden nævner han danske marker med et forhøjet niveau af natrium som et videre forskningsområde.

»Dette arbejde har affødt et videre samarbejde, hvor vi gerne vil løse flere problemer sammen. F.eks. vil vi gerne se på, hvordan planter transporterer natrium, så vi kan dyrke planter i salte områder. Danske marker har et højt niveau af natrium, hvor intet kan gro. Her kunne vi måske fremstille danske afgrøder, der afviser natrium,« siger Himanshu Khandelia, som mødes med forskerne fra det japanske center igen til juli.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Planter kan ikke bruge Na og Cs til noget, men de kan optage dem. Cæcium optages meget vanskeligt, der har en stor ionradius. For hver 1 mio. Cs atomer i jorden optages kun ca. 30. Natrium findes ikke i store mængder i danske jorder, som artiklen mener. Det finder man kun ved oversvømmelser fra havet. Natrium ødelægger jordens struktur, derfor skal den væk ved udvaskning. Man fjerner natrium ved at tilføre store mængde calcium, i Holland bruger man gips, i Danmark kalk. I Sverige nedsætter man for stort Cs-indhold i rener ved at sætte dem på græsmarker et stykke tid, indtil Cs-indholdet er faldet til de værdier, man nu har sat som grænseværdier. Under polemikken med den svenske nedgravning af rener efter Tjernobyl-katastrofen, anbefalede en Risøforsker, at man nøjedes med at spise ca. 1 kg renkød pr. dagligt! Svenskerne begravede renerne fordi de overskred de svenske grænseværdier. Så fandt man imidlertid frosset renkød fra før 1987, med mere radioaktivitet.( Det stammede fra atomvåbenforsøg. Kort tid efter hævede man grænseværdierne for radioaktivitet i kød med en faktor på 10 - på linje med de norske værdier. Når rener er udsatte skyldes det, at Cs ikke optages i den Lav, som renerne æder, men lægger sig på plantens blade. Regnvejr vil have en stor effekt, men i renernes område er snevejr det normale. Spis roligt renkød, det er ganske ufarligt.

  • 6
  • 3
 

Det må være svært for de "grønne", for du kan måske slippe for radioaktive stoffer i planterne, men det sker ved hjælp af kemi, og alle ved at vi skal undgå kemi. :-)

  • 5
  • 5

Der er for øvrigt foretaget en del produktions forsøg i Tjernobyl området. Russerne/Ukrainerne har laboratorier der og overraskende nok er der en hel del afgrøder man udmærket kan producere og spise løs af, på trods af det forurenede økosystem. Det gælder blandt andet de fleste bær.

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten