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 Biosolarzelle produziert Wasserstoff
26.09.2018 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Bisher unbekannter Mechanismus der Blut-Hirn-Schranke entdeckt
25.09.2018 | Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover

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: Kupfer-Aluminium-Superatom

Äußerlich sieht der Cluster aus 55 Kupfer- und Aluminiumatomen aus wie ein Kristall, chemisch hat er jedoch die Eigenschaften eines Atoms. Das hetero-metallische Superatom, das Chemikerinnen und Chemiker der Technischen Universität München (TUM) hergestellt haben, schafft die Voraussetzung für die Entwicklung neuer, kostengünstiger Katalysatoren.

Chemie kann teuer sein. Zum Reinigen von Abgasen beispielsweise benutzt man Platin. Das Edelmetall dient als Katalysator, der chemische Reaktionen...

Im Focus: Hygiene im Handumdrehen – mit neuem Netzwerk „CleanHand“

Das Fraunhofer FEP beschäftigt sich seit Jahrzehnten mit der Entwicklung von Prozessen und Anlagen zur Reinigung, Sterilisation und Oberflächenmodifizierung. Zur Bündelung der Kompetenzen vieler Partner wurde im Mai 2018 das Netzwerk „CleanHand“ zur Entwicklung von Systemen und Technologien für saubere Oberflächen, Materialien und Gegenstände ins Leben gerufen. Als Partner von „CleanHand“ präsentiert das Fraunhofer FEP im Rahmen der Messe parts2clean, vom 23.-25. Oktober 2018, in Stuttgart, am Stand der Fraunhofer-Allianz Reinigungstechnik (Halle 5, Stand C31), das Netzwerk sowie aktuelle Forschungsschwerpunkte des Institutes im Bereich Hygiene und Reinigung.

Besonders um die Hauptreisezeiten gehen vermehrt Testberichte und Studien über die Reinheit von europäischen Raststätten, Hotelbetten und Freibädern durch die...

Im Focus: Hygiene at your fingertips with the new CleanHand Network

The Fraunhofer FEP has been involved in developing processes and equipment for cleaning, sterilization, and surface modification for decades. The CleanHand Network for development of systems and technologies to clean surfaces, materials, and objects was established in May 2018 to bundle the expertise of many partnering organizations. As a partner in the CleanHand Network, Fraunhofer FEP will present the Network and current research topics of the Institute in the field of hygiene and cleaning at the parts2clean trade fair, October 23-25, 2018 in Stuttgart, at the booth of the Fraunhofer Cleaning Technology Alliance (Hall 5, Booth C31).

Test reports and studies on the cleanliness of European motorway rest areas, hotel beds, and outdoor pools increasingly appear in the press, especially during...

Im Focus: Neue Therapien bei Gefäßerkrankungen

Auf der Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Angiologie (DGA) vom 12. bis 15. September in Münster stellten Gefäßspezialisten aus ganz Deutschland die neuesten Therapien bei Gefäßerkrankungen vor. Vor allem in den Bereichen periphere arterielle Verschlusskrankheit (pAVK) und venöse Verschlusskrankheiten wie die Tiefe Venenthrombose (TVT) gibt gute Neuigkeiten für die Patienten. Viele der 720 Gefäßspezialisten, die an der Jahrestagung teilnahmen, stellten neueste Studienergebnisse vor.

Millionen Menschen leiden in Deutschland unter Gefäßerkrankungen, allein rund fünf Millionen unter der „Schaufensterkrankheit“, medizinisch periphere...

Im Focus: Wie Magnetismus entsteht: Elektronen stärker verbunden als gedacht

Wieso sind manche Metalle magnetisch? Diese einfache Frage ist wissenschaftlich gar nicht so leicht fundiert zu beantworten. Das zeigt eine aktuelle Arbeit von Wissenschaftlern des Forschungszentrums Jülich und der Universität Halle. Den Forschern ist es zum ersten Mal gelungen, in einem magnetischen Material, in diesem Fall Kobalt, die Wechselwirkung zwischen einzelnen Elektronen sichtbar zu machen, die letztlich zur Ausbildung der magnetischen Eigenschaften führt. Damit sind erstmals genaue Einblicke in den elektronischen Ursprung des Magnetismus möglich, die vorher nur auf theoretischem Weg zugänglich waren.

Für ihre Untersuchung nutzten die Forscher ein spezielles Elektronenmikroskop, das das Forschungszentrum Jülich am Elettra-Speicherring im italienischen Triest...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Fachkonferenz "Automatisiertes und autonomes Fahren"

25.09.2018 | Veranstaltungen

4. BF21-Jahrestagung „Car Data – Telematik – Mobilität – Fahrerassistenzsysteme – Autonomes Fahren – eCall – Connected Car“

21.09.2018 | Veranstaltungen

Forum Additive Fertigung: So gelingt der Einstieg in den 3D-Druck

21.09.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Umgang mit Krankenstandsdaten im Unternehmen – ein Blick hinter die Kulissen

26.09.2018 | Seminare Workshops

Bisher unbekannter Mechanismus der Blut-Hirn-Schranke entdeckt

25.09.2018 | Biowissenschaften Chemie

Suche nach Grundwasser im Ozean - Neues deutsch-maltesisches Forschungsprojekt gestartet

25.09.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics