Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mikroorganismen filtern Uran aus Grundwasser

08.05.2014

In einem geplanten Endlager für hochradioaktiven Abfall aus Kernkraftwerken, das derzeit in Finnland errichtet wird, konnten Forscher des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) Bakterien entdecken, die in der Lage sind, gelöstes Uran in ihrer Zelle in Kristalle umzuwandeln. Auf diese Weise verhindern sie die mögliche Ausbreitung des radioaktiven Stoffes in der Umwelt.

„Der Einfluss von Mikroorganismen auf die Sicherheit von Endlagern für radioaktive Stoffe ist bislang noch nicht ausreichend erforscht“, beschreibt Dr. Evelyn Krawczyk-Bärsch vom Institut für Ressourcenökologie am HZDR den Stand der Wissenschaft. „Es ist jedoch bekannt, dass gewisse Bakterien die Korrosion von Kanistern mit den abgebrannten Brennelementen beschleunigen können. Durch solche Lecks gelangen möglicherweise Radionuklide in das Grundwasser.“


Biofilme könnten eine wichtige Rolle bei der Sicherheit von Endlagern für hochradioaktive Stoffe spielen.

HZDR

Eine spezielle Rolle spielen dort Biofilme – Schleimschichten, in denen Mikroorganismen, wie Bakterien, Algen oder Pilze, miteinander verbunden sind –, da sie wie ein natürlicher Schwamm in der Lage sind, gelöste Schwermetalle, zu denen auch das Element Uran zählt, „aufzufangen“.

„Diese mikrobiellen Lebensgemeinschaften bilden sich entlang von Klüften im Gestein“, erläutert Krawczyk-Bärsch. Die Geochemikerin überraschte es deswegen kaum, solche Biofilme auch im finnischen Onkalo-Tunnel, der voraussichtlich ab dem Jahr 2022 als Endlager für hochradioaktiven Abfall dienen soll, zu entdecken.

Denn durch den dortigen Gneis ziehen sich zahlreiche Spalten, durch die Grundwasser sickert, das Mikroorganismen enthält. Diese setzen sich zum Teil an den Gesteinswänden fest und bilden dort die Biofilme. „Uns ging es nun darum, ob sie unter den gegebenen Umständen das gelöste Uran an sich binden können“, erklärt Krawczyk-Bärsch die Motivation für die Untersuchung der Schleimschichten.

Die Rossendorfer Forscherin simulierte deswegen gemeinsam mit Kollegen in einem Experiment den Fall eines leckenden Kanisters, aus dem Uran austritt. Dafür setzten sie eine Biofilm-Probe aus dem Tunnel in eine Flusszelle ein. Über diese ließen die Wissenschaftler anschließend in einem geschlossenen Kreislauf Wasser, das sie ebenfalls aus der finnischen Tiefe mitgebracht und im Labor mit dem radioaktiven Stoff versetzt hatten, laufen.

„So konnten wir die Bedingungen vor Ort nachahmen“, beschreibt Krawczyk-Bärsch den Aufbau des Experiments. „Bereits nach 42 Stunden haben wir festgestellt, dass sich die Menge des radioaktiven Stoffes im Grundwasser verringert hat. Das lässt darauf schließen, dass das gelöste Uran immobilisiert wurde.“

Wie die Untersuchung gezeigt hat, formten sich im Zellplasma einiger Bakterien nadelähnliche Kristalle, die aus Uran bestanden. „Spektroskopische Verfahren bestätigten, dass es sich um ein Uranyl-Phosphat-Mineral handelt“, erklärt die Geochemikerin. „Die Mikroorganismen haben auf diese Weise die Bioverfügbarkeit – also die Wahrscheinlichkeit, dass der radioaktive Stoff in die Nahrungskette des Menschen gelangt – verringert.“ Denn die Bakterien haben das Uran aus dem Wasser gefiltert und im Biofilm gespeichert – ein möglicher Weitertransport in die Biosphäre wurde somit gestoppt.

Ob sich auf dieser Grundlage vielleicht eine Sanierungstechnologie aufbauen lässt, kann Krawczyk-Bärsch allerdings noch nicht sagen: „Theoretisch könnte es ein Ansatz sein, um urankontaminierte Gebiete zu säubern. Das ist dann aber eher eine technische Fragestellung. Uns geht es jedoch erst einmal darum herauszufinden, wie Mikroorganismen die Sicherheit von potentiellen Endlagern beeinflussen.“ Wie die Studie der Rossendorfer Forscher zeigt, können die kleinen Lebewesen eine entscheidende Rolle spielen. Die Kriterien zur Suche nach einem sicheren Endlager für hochradioaktive Stoffe muss somit um einen weiteren Punkt ergänzt werden.

 
Weitere Informationen:
Dr. Evelyn Krawczyk-Bärsch
Institut für Ressourcenökologie am HZDR
Tel. +49 351 260-2076 | E-Mail: e.krawczyk-baersch@hzdr.de

Medienkontakt:
Simon Schmitt | Wissenschaftsredakteur
Tel. +49 351 260 - 3400 | s.schmitt@hzdr.de | www.hzdr.de
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf | Bautzner Landstr. 400 | 01328 Dresden

Weitere Informationen:

http://www.hzdr.de/presse/bakterienfilter

Simon Schmitt | Helmholtz-Zentrum

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Müll in den Weltmeeren überall präsent: 1220 Arten betroffen
23.03.2017 | Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

nachricht Internationales Netzwerk bündelt experimentelle Forschung in europäischen Gewässern
21.03.2017 | Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Im Focus: Auf der Spur des linearen Ubiquitins

Eine neue Methode ermöglicht es, den Geheimcode linearer Ubiquitin-Ketten zu entschlüsseln. Forscher der Goethe-Universität berichten darüber in der aktuellen Ausgabe von "nature methods", zusammen mit Partnern der Universität Tübingen, der Queen Mary University und des Francis Crick Institute in London.

Ubiquitin ist ein kleines Molekül, das im Körper an andere Proteine angehängt wird und so deren Funktion kontrollieren und verändern kann. Die Anheftung...

Im Focus: Tracing down linear ubiquitination

Researchers at the Goethe University Frankfurt, together with partners from the University of Tübingen in Germany and Queen Mary University as well as Francis Crick Institute from London (UK) have developed a novel technology to decipher the secret ubiquitin code.

Ubiquitin is a small protein that can be linked to other cellular proteins, thereby controlling and modulating their functions. The attachment occurs in many...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

Über Raum, Zeit und Materie

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Besser lernen dank Zink?

23.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Innenraum-Ortung für dynamische Umgebungen

23.03.2017 | Architektur Bauwesen