文/苍月生
2015年,科幻战术谍报游戏《合金装备:幻痛》发售,其凭借优秀的制作和背景故事成为了当年的现象级作品。而《幻痛》中本身涵盖的科幻要素更令人印象深刻。在当年游玩该作品时,笔者就曾经因游戏中出现的科幻设定产生过对于核废料处理方式的遐想。
时过境迁,2021年4月,日本福岛核电站打算将核污水排入太平洋的事件再度引起国际社会对于核污染排放及核废料处理问题的而关注。这令笔者不禁会想起的当年游玩《幻痛》时的思考。
金属古菌与铀-235
在《幻痛》的诸多科幻要素中,“金属古菌”无疑是颇具亮点的要素之一。在背景故事里,这是一种在极地冰层下发现的古代微生物。这种微生物依靠吞噬金属为自身提供能量,在进行了一定研究改造后,这种金属古菌被作用于军事中,它具备以下两大主要功能:
1.金属古菌吞噬金属的能力能够迅速腐蚀机械化兵器,使之瘫痪无法使用。
2.金属古菌在进行改造后对放射性金属(主要是铀-235)尤其敏感,因此它可以在核废料(铀-238)中快速离析出放射性更强的铀-235。这种功能被应用在制造新式核武器上。
在核燃料提炼过程中,铀-238(俗称贫铀)由于无法参与裂变反应,因此几乎没有用途。但20世纪美军曾经利用其密度高,强度大的特性将其制成弹药和装甲板运用于军事,此做法在国际社会曾引起广泛非议。在《幻痛》中,用贫铀制造装甲的常规武器可以通过金属古菌的作用,在自身装甲中迅速离析出高浓度的铀-235,将自身化为一颗微当量核武。于是,整个故事便围绕着“解除核威胁”的主题展开了。
虽然在《幻痛》中,金属古菌被描述成了一种颇为恐怖的“核威胁帮凶”。然而在笔者看来,倘若这种细菌真的存在,那么他毫无疑问应该是原子能工程应用上的一大福音。
首先,它能够从核废料中快速析出少量的铀-235残留。那么这种特性如果应用在浓缩铀提炼领域,它的效率将会大大超过现有的离心机提炼法。
其次,这种功能还可以被应用于核污染的处理,使污染物中的放射性元素发生沉降,便于回收甚至再次利用。大幅度降低污染物排放造成的危害,减少其处理过程中的危险性。
但是,“金属古菌”毕竟是一个虚构的科幻概念,现实中是否真的存在与之相似的事物呢?
答案是肯定的。
现实中的噬金属细菌
1872 年,英国“挑战者号”调查船进行环球调查时,采集了大量的海底样品,汤普逊等人在分析这些样品的过程中,发现太平洋、大西洋、印度洋以及南北极周围的海域中都广泛的分布着锰结核。
锰结核是一种以锰元素为主,包含镍、铜、钴和铁等 30 多种元素的金属团块,形状类似马铃薯,直径一般在 1mm-20cm 左右,其广泛存在于海底以及内陆湖泊中。
而其中,锰又主要以锰氧化物的形式存在。锰氧化物对多种金属离子有很强的氧化能力,在厌氧环境中,锰氧化物还可以作为细菌呼吸作用的临时电子受体,氧化氢气和一些有机物质。因此它可以通过吸附、催化和氧化作用对环境中的污染物以及营养元素的迁移和转化产生重要影响,从而在重金属元素和有机碳的生物地球化学循环中起着重要作用。
许多学者对锰结核形成的原因进行了长达一个世纪的研究,但是在此之前,出了几个主流的假说之外,仍未找到真正的答案。
关于锰结核的起源,人们主要有两种说法:一是陆源说,一是火山源说。
陆源说认为,海洋中的锰结核形成的主要元素来源于陆地,这些元素在海底聚集最终形成锰结核。
而 1965 年科学家们提出了另一种极端观点,认为这些物质来源于火山喷发,并在 1971 年进一步提出这些物质是中玄武岩中过滤出来的。
除了这两种观点外,当时的科学界也曾提出一种猜想,认为微生物在锰结核形成的过程中起到了决定性作用。然而由于缺乏证据,这在当时仅仅是一种非主流猜想。
然而2020年7月,发表在《自然》上的一项新研究表明,锰营养型结核状假丝酵母菌及岩生分枝杆菌这两种微生物可以可以通过氧化金属锰将环境中的二氧化碳固定到细菌生物质中。这一发现证实了百年前的猜想,也是证实自然界中噬金属细菌存在的有力证据。
除此之外,早在2004年,硫还原地杆菌也被发现能够将水中溶解的铀作为其新陈代谢的一部分,它能够在代谢过程中输送电子并还原金属离子,从而降低金属在水中的溶解度,使之以固体的形式沉淀下来,大大降低污水处理的难度。
由此可见,“金属古菌”的科幻概念也并非完全空穴来风,而将其应用于污染物处理的相关研究也已经在进行之中。
结语
宇宙万物相生相克,生生不息,这是我国古典哲学所包含的智慧。也就是说,世间或许并没有真正“无解”的难题,需要的只是一双“发现”的眼睛与一颗“探寻”的心,积极地寻找解决的方法。任何试图欲盖弥彰、掩耳盗铃的做法只会弄巧成拙,加剧事态的恶化速度,导致更大的灾祸。
与2016年上映的科幻电影《真▪哥斯拉》中,日本导演庵野秀明不惜花费将近一半的片场描写日本政坛面临灾害时,推卸责任、掩盖真相,导致事态一步步恶化,最终不可收场的情节。在如今进来,这似乎并不仅仅只是戏剧化的讽刺,更像是对现实及未来的警示。
亡羊补牢为时不晚,希望各方都能以更积极的态度面对眼前的问题。粉饰太平者必不得太平,这是任何一本历史书上都能找到的教训。
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