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Umweltschutz: Magnetische Bakterien entfernen Schwermetalle aus Wasser

Nachdem die Bakterien die Schadstoffe gebunden haben, werden diese mit einem Magneten aus dem Wasser geholt.



Uran, Blei oder Cadmium sind keine Stoffe, die man gern im Boden oder Gewässern haben möchte. Ein Team des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) hat möglicherweise eine Lösung gefunden, um diese Schwermetalle aus der Umwelt zu entfernen

Das Team des Instituts für Ressourcenökologie am HZDR um Evelyn Krawczyk-Bärsch setzt Mikroorganismen dazu ein. So gibt es Bakterien, die Gifte oder Schadstoffe wie Uran aus dem Wasser ziehen und dann einlagern. Das Team untersucht, wie diese sich im industriellen Maßstab einsetzen lassen, um beispielsweise Flutungswasser in ehemaligen Uranminen mikrobiologisch zu sanieren.

"Für dieses Projekt haben wir uns Hilfe bei einer ganz besonderen Gruppe von Lebewesen geholt: bei den magnetotaktischen Bakterien", sagt Johannes Raff: "Aufgrund ihres Aufbaus sind sie geradezu prädestiniert für eine solche Aufgabe."

Lagert Magnetospirillum Uran ein?

Bekannt war, dass einige Arten von Magnetospirillum, die zu den magnetotaktischen Bakterien gehören, Metalle aufnehmen und in ihre Zellwand einbauen. Das HZDR-Team wollte herausfinden, ob das auch für Uran gilt.

Dazu wurden Bakterien der Art Magnetospirillum magneticum AMB-1 in wässrigen Lösungen mit Uran(IV)-Oxid in verschiedenen Konzentrationen gegeben. Dabei zeigte sich, dass die Bakterien wie beabsichtigt das Uran aufnehmen und in der Zellwand einlagern, ohne dabei Schaden davonzutragen.

Um die Bakterien mit dem Uran dann aus dem Wasser zu entfernen, macht sich das Team ein Merkmal der magnetotaktischen Bakterien zunutze: Diese bilden in ihrem Inneren nanoskopisch kleine Magnetitkristalle aus, die wie auf einer Perlenschnur aufgereiht sind. Damit können sich die Bakterien anhand des Erdmagnetfeldes orientieren.

Die Forscher machen sich diese Magnetitkristalle ebenfalls zunutze: Sie ziehen die Bakterien, die das Uran gebunden haben, mit einem Magneten aus dem Wasser. "Dies ist auch im großen Stil in Form einer Behandlung direkt in oberflächennahen Gewässern oder über das Abpumpen des Wassers aus Untertage-Bergwerken und dem Weiterleiten in Pilotkläranlagen vorstellbar", sagte Krawczyk-Bärsch. Der Einsatz solcher Bakterien könnte damit eine günstige Alternative zu teuren und konventionellen chemischen Verfahren zur Entfernung von Uran sein.

Die Forschungsergebnisse hat das Team um Krawczyk-Bärsch in der Fachzeitschrift Journal of Hazardous Materials veröffentlicht.

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