A Föld legöregebb bányászai
A mikrobák már évmilliárdok óta bányásszák a kőzeteket, sokkal hatékonyabban hasznosítják az ásványokat, mint ahogy azt az ember valaha képes volt. A modern tudomány ezt a képességet használja ki a biomining, vagyis biobányászat során, ahol mesterségesen fejlesztett mikrobákat vetnek be az ásványkinyerés hatékonyságának növelésére. A denveri központú Endolith nevű cég például laboratóriumban, kontrollált körülmények között, extrém viszonyok mellett szelektálja és edzi a mikrobákat, akár egy szuperhős-edzőtáborban, hogy minél jobban és gyorsabban tudják hasznosítani a rézbányászatból visszamaradt ércet. Legújabb, természetes rokonaikat is túlszárnyaló mikrobáikat idén év végén tesztelik először terepen.
Mikrobiális bányászat: megkönnyebbülés a bolygónak?
A globális ellátási láncok sérülékenysége, illetve a kritikus nyersanyagok – réz, lítium, kobalt, nikkel, cink – iránti növekvő kereslet, mind az alternatív energiaforrások, mind pedig az okostelefonok és laptopok elterjedése miatt még fontosabbá teszi ezt az új irányt. A Cornell Egyetem kutatói például olyan adatbázist fejlesztenek, amely összegyűjti a különféle mikrobák és génjeik kapcsolatát az ásványi anyagokkal. Kiemelendő, hogy a rézigény az előrejelzések szerint annyira megugrik, hogy az emberiség hamarosan több rezet fog felhasználni, mint amennyit eddig összesen kibányásztunk. Közben a könnyen elérhető, magas fémkoncentrációjú ércmezők már kimerültek, így a bányák egyre nagyobb erőfeszítéssel, drágábban és kockázatosabban dolgoznak.
Mit tudnak a mikrobák jobban?
A hagyományos bányászati eljárások, mint a pörkölés vagy a savas kioldás, rendkívül energia- és forrásigényesek, drágák, és jelentősen szennyezik a levegőt, a vizet és a talajt. Például a pörköléshez 1000 °C fölötti hőmérséklet és rengeteg fosszilis energiára van szükség, miközben mérgező gázok – főleg kén-dioxid – szabadulnak fel. A savas kioldásnál jelentős mennyiségű kénsav használata szükséges, amely már a bánya előtt is rendkívül környezetszennyező anyagként jelenik meg, és a savas bányavíz szivárgása hosszú távon mérgezheti a környezetet. Ezzel szemben a mikrobák képesek úgynevezett redoxreakciók útján, néhány hónap alatt, szinte teljesen kivonni a ragaszkodó ásványokból például a rezet vagy a vasat, miközben a költségek és a környezeti terhelés jelentősen csökkennek.
Alapvetően egy savas, vízalapú keverékkel locsolják meg a meddőhalmot, de a mikrobák ezután maguk gondoskodnak a szükséges sav utánpótlásáról, miközben apránként lebontják a kémiai kötéseket. Külön figyelemre méltó, hogy így jóval kevesebb kénsavra van szükség – ami sok bánya legnagyobb költsége –, ezért jelentős megtakarítás érhető el.
A biobányászat nehézségei
A módszer kevesebb mérgező gázt bocsát ki, jóval kevesebb energiát és vizet használ fel, ráadásul lényegesen kevesebb veszélyes vegyszert igényel, mégsem tökéletes: a folyamat lassabb (míg a hagyományos módszerek órákig vagy napokig tartanak, a mikrobák hónapok alatt végzik a munkát), és a mikrobák érzékenyek a pH-ra, hőmérsékletre, nedvességre. Ráadásul miközben savas oldat keletkezik, ennek gondos kezelése továbbra is elengedhetetlen. Összességében elmondható, hogy a biobányászat nem nyújt tökéletes megoldást, de jelentős előrelépést jelenthet a jelenlegi, szennyező technológiákkal szemben.
Kincsek a hulladékhalmokon túl
A biobányászat igazi ígérete nem csupán a természet- és pénztárcakímélő működés, hanem az is, hogy a mikrobák a hagyományos technológiák által hulladéknak nyilvánított meddő anyagból is értékes elemeket tudnak kinyerni. Ezekben a hulladékhalmokban – amelyek korábban a megtérülés hiánya miatt ott maradtak – gyakran milliókat érő elemek, mint a tellúr, a kobalt, a cink, a lítium, a mangán és a ritkaföldfémek rejtőznek, egyenként kis koncentrációban, de a mikrobák számára ez sem túl kevés mennyiség. Egy friss amerikai tanulmány szerint a meglévő bányahulladékból kinyerhető ásványok szinte teljes egészében fedezhetnék az USA kritikus ásványianyag-szükségletét: már 1 százalékos visszanyerés is jelentős importcsökkenést eredményezhetne.
Mikrobaközösségek: a jövő bányamesterei
Külön említést érdemel, hogy az igazán sikeres biobányász-csapatokat nem egy-egy szupermikroba, hanem a sokszínű, összetett mikrobaközösségek alkotják: a jövő biobányászata ebbe az irányba tart. Bár a technológia még gyerekcipőben jár, a kutatók biztosak abban, hogy a mikrobiális bányamesterek nélkülözhetetlen szereplői lesznek az új, felelősebb iparnak.
