Microbial distribution and diversity in saturated, high pH, uranium mine tailings, Saskatchewan, Canada

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Abstract:

Microbiological analyses were conducted on core samples collected along a vertical profile (0-66 m below surface) from the tailings management facility (TMF) at the Rabbit Lake uranium mine in northern Saskatchewan, Canada. Bacterial numbers in the core materials were similar to surrounding soils and surface waters, regardless of the seemingly unfavorable pH (mean = 9.9) and temperature (~0 °C) in the TMF. The greatest number of viable cells (105 CFU/g) was detected at the interface between the tailings and overlying standing water, below which cell counts decreased rapidly with depth. Whole-community metabolic profiles for samples from the different depths grouped into 3 clusters; however, these groups could not be positively correlated with sampling depth, temperature, redox potential, pH, or ore-mill feed. Flow-cell studies demonstrated microbial communities in the tailings surface water could develop biofilms and maintain cell activity at both pH 10 and 7, and altering the pH between these 2 values had little effect on biofilm viability. These results demonstrate the resilience and adaptive nature of naturally occurring microbial communities and signify a potential role of microbial activity in the long-term geochemical evolution of the TMF.

Des analyses microbiologiques ont été réalisées sur des carottes recueillies verticalement (0-66 m sous la surface) d’un système de gestion des résidus (SGR) de la mine d’uranium de Rabbit Lake, au nord de la Saskatchewan, Canada. Les décomptes bactériens des carottes étaient similaires à ceux des sols environnants et des eaux de surface, malgré un pH (moyenne = 9,9) et une température (~0 °C) apparemment défavorables du SGR. Le nombre le plus élevé de cellules viables (105 UFC/g) a été détecté à l’interface des résidus et de l’eau stagnante sus-jacente, en dessous de laquelle les décomptes cellulaires diminuaient rapidement en fonction de la profondeur. Les profiles métaboliques de la communauté globale des échantillons prélevés à différentes profondeurs se groupaient en 3 grappes; cependant, aucune corrélation en fonction de la profondeur de l’échantillon, de la température, du potentiel rédox, du pH ou de l’approvisionnement en résidu broyé n’a pu être établie. Des études en cuve à flux continu ont démontré que les communautés microbiennes des eaux de surface des résidus pouvaient former des biofilms et maintenir une activité cellulaire à pH 7 et 10, et que la modification de pH entre ces 2 valeurs n’avait que peu d’effet sur la viabilité du biofilm. Ces résultats démontrent la résilience et l’adaptabilité de ces communautés microbiennes naturelles et signifient que l’activité microbienne pourrait jouer un rôle dans l’évolution géochimique à long terme des SGR.

Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 2008

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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