Welche Zukunft hat der Einsatz von Bakterien im umweltschonenden Erzbergbau?
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Samstag, 3. April 2010, 00:05
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Aber nicht nur dort, sondern auch im Umweltschutz?
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Bakterien als Umweltwächter
Genetisch veränderte Bakterien können ausgelaufenes Öl oder auch andere wasserlösliche Umweltverschmutzungen anzeigen. Die auslaufenden Schadstoffe regen die modifizierten Mikroben dabei zum Leuchten an. Die Effektivität der neuen Umweltschutz-Technologie konnte Jan Van der Meer von der Université de Lausanne zusammen mit Kollegen bereits in Feldversuchen im Ozean belegen.
Die Forscher schleusten in das Erbgut als Sensor ein Gen ein, mit dem das Bakterium sensibel für bestimmte chemische Stoffe wird. Daran koppelten sie ein weiteres Gen, das für ein „Reporter-Protein“ kodiert. Wird dieses aktiv, leuchtet der Mikroorganismus blau auf. Die Bakterien reagieren sehr spezifisch und können bereits kleinste Mengen Öl detektieren, die zum Beispiel aus unterirdischen Pipelines unbemerkt auslaufen.
Die verwendeten Bakterien sind laut den Forschern nicht krankheitserregend und würden sich zudem außerhalb der kontrollierten Laborumgebung kaum vermehren können. Im Gegensatz zu bisher verwendeten chemischen Systemen, um Umweltverschmutzungen nachzuweisen, seien die Bakterien „portabel, ungiftig und einfach herzustellen“, betont Van der Meer.
Quelle: spektrumdirekt.de
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„Biobergbau“ metallischer Rohstoffe
Bestimmte Bakterienarten spielen bei der Entstehung von Manganknollen auf dem Meeresboden oder auch bei der allgemeinen Metallfällung eine besondere Rolle. Seit Jahrzehnten ergibt sich nicht nur die Frage einer effektiveren Rohstoffausbeute, sondern auch die der Sanierung von Bergbauflächen. Bakterien, die eine große Rolle bei der Metallfällung spielen, können auch metallisch verseuchte, hoch saure Abwässer biologisch klären. Das hat weniger mit dem inflationären Gebrauch der Vorsilbe „Bio“ zu tun als eher mit der Aufarbeitung industrieller Altlasten, also mit bergbau- und umwelttechnischem Know How. Bergbau allgemein bedeutet eine extreme Anreicherung von Stoffkomponenten, die bisher entweder von der Lebewelt geologisch isoliert oder in einem charakteristischen Hintergrundwert lokal vorhanden sind.
Was sind das für Bakterien?
Betrachtet man sich die Lebensbedingungen dieser Bakterienarten, so fällt es nicht schwer, diese Lebensformen als biochemische Vorfahren der noch viel komplexeren biologischen Evolution auf unserer Erde zu betrachten. Lebensformen, die man eher mit der Frühzeit der Erde oder gar mit extraterrestrischen Bedingungen verknüpft. Sowohl hitze- als auch säureliebend (thermo- und acidophil), beziehen viele dieser Lebensformen ihre Energie aus der Oxidation anorganischer Substanzen und werden daher auch als chemolithotroph (Stein fressend) bezeichnet.
Das Bakterium Thiobacillus ferrooxidans
In der industriellen Produktion entstehen haeufig grosse Mengen hochgiftiger, schwermetallbelasteter Abwaesser, deren Entsorgung oder Reinigung teuer und umweltschaedigend ist. Im Zentrum fuer Umweltforschung und -technolgie (UFT) der Universitaet Bremen haben die Abteilung Marine Mikrobiologie und das Institut fuer Umweltverfahrenstechnik ein mikrobiologisches Verfahren entwickelt und technisch realisiert, durch das Abwasser von Schwermetall befreit wird. Der Einsatz der Bakterien im Bio-Reaktor ist effizient und kostenguenstig. Das Besondere: Das Metall wird dabei mit einem hohen Reinheitsgrad gewonnen, so dass es als Rohstoff im Produktionsprozess wiederverwendet werden kann.
Umweltschutzauflagen und wachsendes Umweltbewusstsein brachten das Oldenburger Unternehmen und die Bremer Wissenschaftler dazu, das Problem biologisch durch den Einsatz von Bakterien loesen. Fuer die Bremer Mikrobiologen bestand das groesste Problem in den aeusserst niedrigen pH-Werten des Abwassers bei der Leiterplattenherstellung, vergleichbar dem Saeuregrad von Salz- oder Schwefelsaeure. Bisher waren keine Bakterien bekannt, die in diesem extremen Milieu ueberleben und aktiv werden koennen. Mit „Thiobacillus ferrooxidans“ fanden die Bremer Forscher schliesslich das Bakterium, das dem Abwasser das Kupfer entziehen kann – eine wissenschaftliche Sensation.
Ein Bio-Reaktor als Prototyp klaert in sechs Stunden bis zu 500 Liter Wasser. Haben die Bakterien ihre Arbeit getan, wird das gereinigte Abwasser neutralisiert, und die Bakterien sterben gefahrlos fuer Mensch und Umwelt ab.
In den 50er Jahren wurde die Bedeutung bestimmter Bakterien bei der Gewinnung von Metallen aus Erzen erkannt. Heutzutage macht die mikrobielle Erzlaugung (Erz-Leaching) bei so genannten „Armerzen“ schon allein in den USA mehr als 10% der Gesamtproduktion an Kupfer aus (bitte zum Link…)
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Der Einsatz von Bakterien kann nicht nur das Schadstoffpotential problematischer Bergbaualtlasten minimieren sondern auch die Metallausbeute erhöhen. (bitte zum Link…)
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Banded Iron Formations, BIFs, entstammen der frühen Erdgeschichte (bitte zum Link…)
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cwj
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Ich denke früher oder später wird die bessere Erforschung notwendig werden.
Die Aufbereitung hat schlißlich irgendwann die Grenze erreicht und Versuche mit Bakterien scheinen ja ziemlich gute Ergebnisse zu liefern. Ich würde jedoch vermuten, dass es noch einige Jahre dauert bis es sich durchsetzt. Schließlich muss man bedenken, dass ein Großteil des Erzbergbaus in eher ärmeren Länder geschieht und dort ja schließlich bis heute noch teilweise mit Quecksilber gearbeitet wird.
Wenn es irgendwann zu einer wirklichen Verknappung einiger Erze kommt sollte es wohl ein möglicher und auch durchaus ökologisch sinnvoller Schritt sein.
..müßte man erst die Bakterien fragen, ob sie sich für solch niedriege Aufgabe versklaven lassen wollen. Schwierige Aufgabe. Wie sollte aber sonst der Artenschutz eingehalten werden?
Es müßten also schon langjährige Verhandlungen stattfinden.