Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Eine neue biochemische Reaktion im anaeroben Abbau von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen

04.01.2006


Zu den häufigsten Verunreinigungen des Grundwassers zählen Mineralöle, die zum Beispiel infolge von undichten Tanks auslaufen und in die tieferen Erdschichten einsickern. Insbesondere die darin enthaltenen aromatischen Kohlenwasserstoffe können nicht nur toxisch, sondern auch krebserregend wirken und gefährden somit die Trinkwasserqualität.



Wissenschaftler am Institut für Grundwasserökologie der GSF sind der Frage nachgegangen, wie sich solche Ölrückstände in sauerstoffarmer Umgebung von Mikroben abbauen lassen. Dabei wiesen sie eine neue biochemische Abbaureaktion nach, die über die Methylierung von nicht-substituierten Kohlenwasserstoffen verläuft. Das Wissen um diesen Abbauprozess lässt sich nicht nur für die Verbesserung des Trinkwassers, sondern auch für die Exploration von Ölfeldern nutzen.



Kohlenwasserstoffe sind generell hervorragende Kohlenstoffquellen für Mikroorganismen. Sofern genügend Sauerstoff vorhanden ist, werden sie relativ schnell abgebaut. Da sich Sauerstoff aber nur in geringen Mengen im Wasser löst (ca. 8 Milligramm pro Liter), wird er beim Abbau von Verunreinigungen schnell durch aerobe Atmung verbraucht. Damit fehlt Sauerstoff für die Aktivierung der aromatischen Substanzen durch Mono- oder Di-Oxygenasen, die beim aeroben Abbau eine wichtige Rolle spielen. Anaerobe Mikroorganismen müssen deshalb völlig andere biochemische Reaktionen in Gang setzen, um solche Substanzen angreifen zu können.

Bislang gibt es nur wenige Untersuchungen darüber, wie aromatische Kohlenwasserstoffe in Abwesenheit von Sauerstoff abgebaut werden. Der erste Schritt beim anaeroben Abbau von Toluol erfolgt zum Beispiel über die Addition von Fumarat an die Methylseitenkette. Diesen Reaktionstyp findet man auch bei weiteren methylierten Aromaten.

Über den anaeroben Abbau von nicht-substituierten Aromaten (d.h. Aromaten ohne Seitenketten) ist nur sehr wenig bekannt, was zum Teil daran liegt, dass die dafür notwendigen Mikroorganismen nur sehr schwer zu kultivieren sind. GSF-Wissenschaftlern um Rainer Meckenstock gelang es, einen Mikroorganismus zu isolieren, der sowohl mit Naphthalin als auch mit Methylnaphthalin als Kohlenstoffquelle wachsen kann. Ein Vergleich der bei diesem Vorgang auf beiden Substraten ablaufenden Reaktionen gab bereits Hinweise darauf, dass die Aktivierung des an sich sehr reaktionsträgen Naphthalin über die Methylierung des aromatischen Systems zu 2-Methylnaphthalin erfolgt.

Insbesondere folgendes Experiment aber bewies die Gültigkeit dieser Hypothese: Wenn man die Organismen auf mit Deuterium markiertem Naphthalin wachsen ließ, fand sich in der Kultur ein Metabolit, den man auch vom Abbau von Methylnaphthalin kennt. Da dieser ebenfalls mit Deuterium markiert war, musste er aus der Methylierung und anschließender Fumarataddition des markierten Naphthalin stammen. Die Wissenschaftler vermuten, dass es sich dabei um eine generelle anaerobe Aktivierungsreaktion für nichtsubstituierte aromatische Kohlenwasserstoffe handelt. Mittlerweile liegen Hinweise vor, dass sich auch der Abbau von Benzol mit Mikroorganismen über eine Methylierung vollzieht.

Diese Entdeckung hat unter anderem wirtschaftliche Bedeutung für die Exploration von Öllagerstätten. Denn der Nachweis des oben erwähnten Metaboliten ist ein Indiz dafür, dass anaerobe Abbauprozesse stattfinden, und gibt damit Auskunft über das Alter des Öls.

Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte die GSF- Pressestelle:

GSF - Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Tel: 089/3187-2460
Fax 089/3187-3324
E-Mail: oea@gsf.de

Michael van den Heuvel | idw
Weitere Informationen:
http://www.gsf.de/neu/Aktuelles/Presse/2006/kohlenwasserstoffe.php
http://www.gsf.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Auf der molekularen Streckbank
24.02.2017 | Technische Universität München

nachricht Sicherungskopie im Zentralhirn: Wie Fruchtfliegen ein Ortsgedächtnis bilden
24.02.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie