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Umweltfreundlichere Bek├Ąmpfung von ├ľlkatastrophen mit Biotensiden

21.07.2023 Pressemitteilung

K├Ânnen Biotenside den mikrobiologischen ├ľlabbau im Meerwasser der Nordsee steigern? Das hat ein internationales Forschungsteam der Universit├Ąten Stuttgart und T├╝bingen sowie der China West Normal University und der University of Georgia untersucht ÔÇô und sieht Potenzial f├╝r eine effektivere und umweltfreundlichere Bek├Ąmpfung von ├ľlkatastrophen.

Sch├Ątzungsweise 1.500 Millionen Liter ├ľl flie├čen pro Jahr in die Ozeane. Das f├╝hrt zu einer Umweltverschmutzung von globaler Bedeutung, da ├ľl gef├Ąhrliche Verbindungen wie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe enth├Ąlt, die giftig auf Lebewesen wirken oder deren Erbgut ver├Ąndern k├Ânnen. Besonders verheerend sind ├ľlkatastrophen, bei denen in relativ kurzer Zeit gro├če Mengen an ├ľl in die Meere austreten, etwa Unf├Ąlle von Tankern oder an ├ľlbohrplattformen wie 2010 bei Deepwater Horizon.
In solchen Katastrophenf├Ąllen werden routinem├Ą├čig, je nach ├ľlmenge, bis zu mehrere Millionen Liter chemische Dispersionsmittel ausgebracht, um ├ľlklumpen aufzul├Âsen, ├ľlanschwemmung an K├╝sten zu verhindern und die ├ľldispersion im Wasser zu steigern. Dadurch soll der mikrobielle ├ľlabbau erh├Âht werden. Spezielle Mikroorganismen, die weitverbreitet in der Natur vorkommen, k├Ânnen sich n├Ąmlich von Roh├Âlbestandteilen ern├Ąhren und bauen diese zu harmlosen Stoffen ab. Durch diese besondere F├Ąhigkeit der Mikroben werden ├Âlkontaminierte Gebiete nat├╝rlich gereinigt.

 

ÔÇ×In einer im Jahr 2015 ver├Âffentlichten Studie aus den USA haben wir jedoch gezeigt, dass ÔÇô anders als erhofft ÔÇô chemische Dispersionsmittel im Tiefseewasser aus dem Golf von Mexiko den mikrobiellen ├ľlabbau verlangsamen k├ÂnnenÔÇť, sagt Professorin Sara Kleindienst, die bis Juni 2022 an der Universit├Ąt T├╝bingen forschte und jetzt an der Universit├Ąt Stuttgart t├Ątig ist. ÔÇ×Seitdem wird das Thema kontrovers diskutiert, und es gibt bislang keine einfache Antwort darauf, wie ├ľlkatastrophen am besten zu bek├Ąmpfen w├Ąren.ÔÇť

Auf der Suche nach umweltfreundlicheren Methoden zur Bew├Ąltigung von ├ľlkatastrophen k├Ânnten Biotenside eine vielversprechende Alternative zu chemischen Dispersionsmitteln sein. Biotenside werden durch Mikroorganismen gebildet und k├Ânnen bewirken, dass ├ľlkomponenten leichter f├╝r den Abbau zug├Ąnglich werden. Der mikrobielle ├ľlabbau, der ma├čgeblich f├╝r die Aufreinigung verantwortlich ist, kann dadurch gesteigert werden.

Experimente mit Meerwasser aus der Nordsee

Ein internationales Forschungsteam um die Umweltmikrobiologin Professorin Sara Kleindienst, den Geomikrobiologen Professor Andreas Kappler (Universit├Ąt T├╝bingen, PI im Exzellenzcluster CMFI) und die Biogeochemikerin Professorin Samantha Joye (University of Georgia) testete die Wirkung von Biotensiden und chemischen Dispersionsmitteln im Vergleich. Im Labor an der Universit├Ąt T├╝bingen simulierten die Forschenden eine ├ľlverschmutzung. F├╝r ihre Experimente entnahmen sie mehr als 100 Liter Oberfl├Ąchenwasser aus der Nordsee, in der N├Ąhe der Insel Helgoland. Das Meerwasser wurde entweder mit einem Biotensid Rhamnolipid oder einem Dispersionsmittel (entweder Corexit 9500 oder Slickgone NS), jeweils in Anwesenheit und Abwesenheit von ├ľl, behandelt. Um den Abbau des ├ľls durch die Mikroorganismen im Detail verfolgen zu k├Ânnen, setzte das Forschungsteam radioaktive Markierungen ein. ÔÇ×Unsere Untersuchungen mit radioaktiv markierten Kohlenwasserstoffen oder einer radioaktiv markierten Aminos├Ąure zeigten, dass die h├Âchsten mikrobiellen Raten der Kohlenwasserstoffoxidation und der Proteinbiosynthese in den mit Rhamnolipid behandelten ├ľl-Mikrokosmen auftratenÔÇť, sagt Professorin Lu Lu, ehemals an der Universit├Ąt T├╝bingen und jetzt an der China West Normal University.

 

Auch die Auswirkungen auf die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaften unterschied sich stark zwischen den Ans├Ątzen mit Biotensiden im Vergleich zu jenen mit chemischen Dispersionsmitteln. ÔÇ×Dieses Ergebnis weist darauf hin, dass der Einsatz von Biotensiden gegen├╝ber chemischen Dispersionsmitteln andere mikrobielle ├ľlabbauer stimulieren kann, sowohl im Wachstum als auch in den Aktivit├Ąten ÔÇô und dies kann sich wiederrum auf den Reinigungsprozess nach ├ľlkatastrophen auswirkenÔÇť, sagt Lu. 

ÔÇ×Unsere Erkenntnisse legen nahe, dass Biotenside ein gro├čes Potenzial f├╝r den Einsatz bei zuk├╝nftigen ├ľlkatastrophen in der Nordsee oder in ├Ąhnlichen n├Ąhrstoffreichen Habitaten im Ozean haben k├ÂnntenÔÇť, f├╝gt Kleindienst hinzu. ÔÇ×Eine vision├Ąre Weiterf├╝hrung unserer Arbeit w├Ąre die Entwicklung von Produkten, die auf Biotensiden basieren und die eine effektive und umweltfreundliche Bek├Ąmpfung von ├ľlkatastrophen leisten k├Ânnen.ÔÇť

 


(Quelle: Pressmitteilung Universit├Ąt Stuttgart)

Publikation:

Lu Lu, Saskia Rugh├Âft, Daniel Straub, Samantha B. Joye, Andreas Kappler, Sara Kleindienst (2023): Rhamnolipid biosurfactants enhance microbial oil biodegradation in surface seawater from the North Sea. ACS Environmental Science & Technology Water, 19. Juli 2023. https://doi.org/10.1021/acsestwater.3c00048

Wissenschaftlicher Kontakt

Prof. Dr. Andreas Kappler
Universit├Ąt T├╝bingen
Angewandte Geowissenschaften
Geomikrobiologie
+49 7071 29-74992
andreas.kappler@uni-tuebingen.de

Pressekontakt

Leon Kokkoliadis
Medien- und ├ľffentlichkeitsarbeit

Tel: +49 7071 29-74707
E-Mail: leon.kokkoliadis@uni-tuebingen.de

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