Mini-Putzkolonne für Nuklearmülllager
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Mo., 13.02.12
Escherichia coli Mini-Putzkolonne für Nuklearmülllager
Von news.de-Mitarbeiterin Anwen Roberts
Artikel vom 01.10.2009
Das Multitalent unter den Bakterien, das Escherichia coli, könnte eine weitere Aufgabe zugeteilt bekommen. Zwar hat es seinen Arbeitsplatz normalerweise im menschlichen Darm, aber auch als Aufräumer in nuklearen Mülllagern beweist es Talent
Von den 100 Billionen Zellen im menschlichen Körper machen eigenständige Mikroorganismen einen großen Teil aus. Sie bringen im Schnitt zwar nur zwei Kilogramm des Körpergewichts auf die Waage, sind aber durch ihre geringe Größe den eigenen menschlichen Zellen zahlenmäßig weit überlegen. Zu finden sind sie zu Abermilliarden im Mund, auf der Haut, vor allem aber im Verdauungstrakt.
Der Superstar der Mikroorganismen ist zweifellos das Bakterium Escherichia coli, kurz E. coli. Die Miniaturbazille ist der mit Abstand häufigste Organismus der Darmflora, die aus geschätzten 500 Bakterienarten besteht. Obwohl kein Bakterium besser erforscht ist als das E. coli sorgt es immer noch für Überraschungen. Forscher der Universität Birmingham in Großbritannien haben nun ein weiteres erstaunliches Talent der Bazille erforscht: E. coli kann als Räumkommando für radioaktive Verunreinigungen dienen.
Mit einem gülleartigen Pflanzenstoff zusammen eingesetzt, löst E. coli chemische Reaktionen aus, die hochgiftiges Uran aus kontaminiertem Wasser herauslösen können. Das kann im industriellen Kontext, etwa in alten Uranminen, wo radioaktive Stoffe in Wasser gelöst herumschwimmen, aber auch bei Nuklearabfällen nützlich sein.
Um das Uran aus dem Wasser zu bekommen, muss es angeregt werden, sich an andere Stoffe zu binden. Hier kommt das Stoffwechseltalent von E. coli ins Spiel: Phytinsäure (Phytat) ist eine Substanz, die in Pflanzensamen, Getreide und Hülsenfrüchten vorkommt und vor allem als Speicher von Phosphaten und Mineralstoffen wie Kalium- und Magnesium-Ionen dient.
Bakterien sammeln Uranphosphat aus dem Wasser
Wird die Phytinsäure mit E. coli zusammengebracht, kommt es zu interessanten Effekten. Der Abbauprofi E. coli löst die Phosphatbindung des Phytats, sodass die Phosphatmoleküle frei werden. Wirft man die Brühe dann in radioaktiv kontaminiertes Gewässer, können die freigewordenen Phosphate an das Uran andocken. Das Uranphosphat bleibt aber an der Oberfläche der Escherichia-Zellen kleben, sodass die Bakterien samt daran gebundenem Uranphosphat dann einfach wieder einsammelt werden.
Der Effekt ist zwar schon seit den 1990er Jahren bekannt. Doch wurde statt des synthetischen Phytats ein vergleichsweise ineffektiver und teurer Zusatzstoff verwendet. Da die Uranpreise damals noch sehr günstig waren, lohnte sich der Aufwand nicht. Auch heute droht zwar noch keine Uranknappheit, doch der Marktpreis ist gestiegen und wird angesichts der zunehmenden Verbreitung von Nukleartechnologie weltweit voraussichtlich weiter steigen.
Studienleiterin Lynne Macaskie präsentierte die Arbeit nun bei einem Treffen der britischen Mikrobiologischen Gesellschaft in Edinburgh, Schottland, und wies zugleich auf die wirtschaftliche Bedeutung der Uran-Rückgewinnung hin: «Von weltweiter Uranknappheit kann keine Rede sein, aber aus sicherheits- und energiepolitischer Sicht sollte die EU in der Lage sein, soviel Uran wie möglich aus alten Minen zu bergen und zugleich soviel Uran wie möglich aus nuklearen Abfällen zu recyceln», sagte Macaskie.
Das Prinzip ist somit nicht nur für Uran produzierende Länder wie Kanada, Australien oder Kasachstan interessant, sondern gerade für Staaten, die selbst kein Uran produzieren, aber in Nuklearanlagen verwerten: hierzu zählen die USA und Russland, aber auch zahlreiche europäische Staaten wie Großbritannien, Deutschland, Tschechien und Frankreich. Uran-Aufräumarbeiten mit landwirtschaftlichen Abfallprodukten und allgegenwärtigen Darmbakterien zu bewerkstelligen, wäre nach Ansicht von Macaskie und Kollegen eine geradezu absurd einfache Lösung für überaus heikle geopolitische und wirtschafliche Probleme.
kat/iwi/news.de
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