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Das internationale Forschungsteam im Gelände in Van Phuc, Vietnam, während der Bohrungen. Quelle: Uni Tübingen

Mit Methan als Nahrungsquelle setzen Bakterien giftiges Arsen frei

(Nachtrag 12.11.2020)

Forschungsteam der Universität Tübingen entdeckt bisher unbekannten Mechanismus, der in Vietnam eine wichtige Rolle bei der natürlichen Verunreinigung des Grundwassers spielt.

Giftiges Arsen belastet großflächig Flüsse und Grundwasser in vielen südostasiatischen Ländern wie Bangladesch und Vietnam. Es wird durch die Aktivität von Mikroorganismen freigesetzt, über deren Nahrungsquellen jedoch bisher wenig bekannt war. Ein Team aus der Geomikrobiologie der Universität Tübingen unter der Leitung von Professor Andreas Kappler wies kürzlich nach, dass die Arsen freisetzenden Bakterien ihre Nahrung in den tieferen Bodenschichten finden und nicht von der Wasseroberfläche zum Beispiel aus Algen oder Pflanzen beziehen. Nun entdeckte das Team, dass neben den an Sedimenten abgelagerten organischen Stoffen Methangas als Nahrungsquelle eine wichtige Rolle bei der Freisetzung des Arsens durch Bakterien spielt. Damit lässt sich die hohe Ar-senkonzentration des Wassers in vielen Gebieten Südostasiens besser als bisher erklären. Die neue Studie erscheint in der Fachzeitschrift Nature Communications Earth & Environment.

Arsenhaltige Eisenminerale, die ursprünglich aus den Bergen des Himalajas stammen, finden sich heute in den Sedimenten unter der Oberfläche vieler Flussdeltas in Südostasien. Diese Grundwassersedimente beherbergen verschiedene Verbände von Mikroorganismen, die das giftige Arsen durch Auflösung der Eisenminerale abgeben. „Nach unserer vorherigen Studie gingen wir davon aus, dass sie Stoffwechsel und Wachstum durch organische Ablagerungen an den Sedimenten aufrechterhalten“, sagt die Doktorandin Martyna Glodowska.

Hohe natürliche Gaskonzentration

Versuchsgebiet ist ein mit Arsen verseuchtes Grundwassersystem in Van Phuc, einem Dorf 15 Kilometer südöstlich von Hanoi in Vietnam. „Dort konnten wir eine hohe Konzentration von Methan beobachten, das von Mikroorganismen produziert wird. An manchen Stellen ist die Methankonzentration so hoch, dass das Gas aus dem Wasser an die Oberfläche sprudelt“, berichtet Andreas Kappler. Methan bildet den Hauptbestandteil von Erdgas und wird als Biogas in Industrie und Haushalten vielfach zur Energiegewinnung eingesetzt. „Das brachte uns auf die Idee, dass auch die Arsen freisetzenden Mikroorganismen es nutzen könnten“, berichtet Glodowska, die Erstautorin der neuen Studie.
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