最近，內布拉斯加大學林肯分校的Karrie Weber和她的團隊通過實驗證實了硝酸鹽，一種在化肥和動物糞便中常見的化合物，可以促進自然界存在的鈾從地下向地下水的移動。他們的新研究支持2015年Weber領導的另一項研究，該研究顯示，被高濃度硝酸鹽污染的含水層–包括居住在內布拉斯加州地下的高平原含水層所含鈾濃度遠遠超過環境保護局設定的閾值。

鈾濃度超過環保局的閾值已被證明會對人類造成腎臟損害，特別是當經常通過飲用水攝入人體時。

硝酸鹽是無機化合物，在各種生物過程中發揮著重要作用，包括植物的生長和繁殖以及動物的血壓調節。它們通常被用作農業的肥料，但也可以在食物和水源中發現。

“大多數內布拉斯加人依賴地下水作為飲用水，”生物科學學院和地球與大氣科學系副教授韋伯說。”在林肯，我們依賴它。很多農村社區，他們更是依靠地下水。因此，當你攝入高濃度的（鈾）時，這就成為一個潛在的問題。”

內布拉斯加的Karrie Weber（最右邊）指導其他Husker研究人員如何測試內布拉斯加Alda附近地下水中的鈾含量。該團隊通過實驗證實，硝酸鹽是肥料和動物糞便中常見的一種化合物，可以幫助將天然存在的鈾從地下輸送到地下水。資料來源：道格爾蒂全球食品水研究所

研究已經確定，溶解的無機碳可以通過化學方式從地下沉積物中分離出微量的天然、非放射性的鈾，最終使其運輸到地下水中。但是，2015年的研究發現，高平原含水層的某些地區的鈾含量高達89倍於美國環保署的閾值，這使韋伯相信，硝酸鹽也在發揮作用。

因此，在12位同事的幫助下，韋伯開始測試這一假設。為此，該小組從內布拉斯加州阿爾達附近的一個含水層地點提取了兩個圓柱形的沉積物核心–每個大約2英寸寬，深60英尺。研究人員知道，該地點不僅含有天然的鈾痕跡，而且還允許地下水向東流入鄰近的普拉特河。

他們的目標是在沉積物樣本中重現這種流動，然後確定在水中加入一些硝酸鹽是否會增加隨水帶走的鈾的數量。

“我們想要確保的事情之一是，當我們收集樣本時，我們沒有改變鈾或沉積物或（微生物）群落的狀態，”韋伯說。”我們做了一切我們能做的事情來保護自然條件”。

“一切”意味著對提取的岩心立即進行加蓋和蠟封，將它們滑入密閉管中，用氬氣沖洗這些管子以驅除任何氧氣，並將它們放在冰上。回到實驗室後，韋伯和她的同事最終將從兩個岩心中各取出15英寸的部分。這些片段由沙子和淤泥組成，其中的鈾含量相對較高。

隨後，研究小組將用這些淤泥填充多個柱子，然後以大致相同的地下水流速將模擬地下水泵入其中。在某些情況下，這些水不包含任何額外內容。在其他情況下，研究人員加入了硝酸鹽。而在其他情況下，他們同時添加了硝酸鹽和一種抑製劑，旨在阻止生活在沉積物中的微生物的生化活動。

含有硝酸鹽但缺乏微生物抑製劑的水成功地帶走了大約85%的鈾–相比之下，當水沒有硝酸鹽時，只有55%，當水含有硝酸鹽但也含有抑製劑時，只有60%。這些結果表明，硝酸鹽和微生物都在進一步調動鈾。

他們還支持這樣的假設：由微生物引發的一系列生物化學事件正在將原本是固體的鈾轉化為可以輕易溶解於水的形式。首先，生活在沉積物中的細菌向硝酸鹽捐贈電子，催化其轉變為一種叫做亞硝酸鹽的化合物。然後，亞硝酸鹽會氧化–從鄰近的鈾中竊取電子，最終將其從固體礦物變成水態礦物，準備在滲過淤泥的涓涓細流中移動。

在分析了其沉積物樣本中存在的DNA序列後，該團隊確定了能夠將硝酸鹽代謝為亞硝酸鹽的多種微生物物種。儘管這種鈾動員的生物化學作用已經被認為是在高度污染的地區–鈾礦、核廢料處理的地方展開的，但新的研究是第一次確定同樣的動員過程也發生在天然沉積物中。

Weber在談到硝酸鹽和鈾時說：”當我們第一次得到這個項目的資助時，我們正在考慮這個問題，它是作為一種主要污染物導致二次污染。這項研究確認了這可能發生。”

儘管如此，正如韋伯所說，”硝酸鹽並不總是一件壞事”。她以前的研究和一些即將進行的研究都表明，只有當硝酸鹽接近其自身的EPA閾值（百萬分之十）時，才會調動鈾。