Mikrober på ytor studeras i nytt projekt

Berget är fullt av liv – små bakterier och virus som lever och frodas i bergets grundvatten. Dessa mikrober lever ofta fritt i vattnet, men det har också visat sig att de växer särskilt bra på sprickytor i berget. Något som nu studeras i ett särskilt forskningsprojekt.

Mikrober kan påverka grundvattnets kemi. Därför är det viktigt att veta hur de kan förändra grundvattenkemin i ett Kärnbränsleförvar. Under mer än 20 år har SKB tillsammans med Karsten Pedersens forskargrupp i Göteborg studerat mikrober i berget, både i laboratoriemiljö och i verklig bergsmiljö i Äspölaboratoriet. Vid dessa studier har forskarna observerat att mikroberna i grundvattnet gärna fäster vid ytor i berget, där det är lättare att fånga in näringsämnen i det förbiströmmande vattnet. På bergytan växer mikroberna till och bildar så kallade mikrobiella biofilmer.

– En biofilm består till största delen av ämnen som mikroberna tillverkar, till exempel organiskt material och mineralutfällningar. Inuti denna massa kan mikroberna leva ganska skyddade mot till exempel uttorkning, extrema pH-värden, giftiga ämnen och radioaktivet, berättar SKB:s Birgitta Kalinowski som är ämnesexpert i geokemi.

Biofilmer från borrkärnor provtas

Vid tidigare undersökningar har man sett att biofilmer ofta innehåller upp till tusen gånger fler mikrober än vad som finns fritt i vattnet runt biofilmen. Förutom att påverka grundvattnets kemiska sammansättning, kan även biofilmen påverka sorptionen i berget, alltså hur olika ämnen bland annat radioaktiva ämnen, fastnar på bergets sprickytor. I många fall ökar sorptionen, men i vissa fall minskar den. Både den kemiska sammansättningen hos vattnet och sorptionen i berget har betydelse för analysen av den långsiktiga säkerheten vid slutförvaring av använt kärnbränsle. Därför vill nu SKB lära sig mer om biofilmer och hur de växer till på olika ytor.

– Ett problem är att dessa biofilmer är väldigt svåra att få loss. Projektets första del handlar därför om att utveckla en metod för att kunna provta biofilmerna, berättar Birgitta Kalinowski.

Svårigheterna vid provtagning handlar dels om att få mikroberna att lossna från sprickytorna, dels att inte blanda in andra ämnen i provet. På en borrkärna från Äspölaboratoriet har man provat två metoder, dels att med tops av olika material försöka få loss biofilmen, dels att skrapa bort biofilmen med en steril skalpell. Man har också utvärderat hur olika mikrobiella analysmetoder fungerat för respektive provtagningsmetod. När man använde tops visade det sig att mycket material från själva topsen lossnade vilket försvårade flera analysmetoder. Den andra metoden då man skrapade med en skalpell visade sig fungera bättre, men där fanns vissa problem med att material från bergytan följde med och förorenade provet.

Odlingar på olika underlag

Nästa del i projektet handlar om att undersöka själva biofilmerna och se om dess sammansättning kan variera beroende på vilket underlag de växer på. Inledningsvis odlades därför biofilmer både på bergkrossmaterial och glaskulor i laboratoriet. Detta var så pass framgångsrikt att man nu kunnat gå vidare i projektet och även anrika biofilmer på naturliga sprickytor nere i berget i Äspölaboratoriet.

– Därefter kommer vi att undersöka fler borrkärnor från Äspölaboratoriet och även studera hur sammansättningen av biofilmerna påverkas av såväl underlag som olika grundvattenmiljöer. Genom att få bättre kunskap om biofilmer på sprickytor räknar vi med att kunna göra mer träffsäkra analyser av den långsiktiga säkerheten i Kärnbränsleförvaret, säger Birgitta Kalinowski.