Das Projekt "Teilprojekt: Remobilisierung von Metall(oid)en durch Biomethylierung aus Böden und Sedimenten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, Campus Essen, Institut für Umweltanalytik und Angewandte Geochemie durchgeführt. Anthropogene Eingriffe in Böden und Sedimente sowie assoziierte Organismengruppen können zur Erhöhung der Konzentration von metall(oid)organischen Verbindungen führen. Das hier vorgestellte Vorhaben dient sowohl der Untersuchung der Genese von metall(oid)organischen Verbindungen in Böden und Sedimenten, als auch der Untersuchung der Remobilisierung von Metall(oid)en durch Biomethylierung/-hydrierung in diesen Umweltbereichen. Mittels Inkubationsversuchen (incl. Isotopenspiking) werden Prozessparameter der Biomethylierung variiert und die max. Methylierungsraten der Proben ermittelt. Die Remobilisierung wird anhand von realen und artifiziellen Bodenversuchssubstraten in Lysimeterversuchen untersucht. Die Aufnahme der Messdaten dient der Gefahrenpotentialabschätzung, welche von einer Remobilisierung, Volatisierung und Verlagerung von Metall(oid)en über die Biomethylierung in unterschiedlichen Umweltszenarien ausgeht. Auf diese Weise kann sowohl der Einfluss auf unbelebte Schutzgüter (z.B. das Grundwasser), als auch auf die belebte Natur (Bioresorption, Nahrungskettenanreicherung, direkte Exposition des Menschen) untersucht werden.
Das Projekt "Einsatz von Hg-Isotopen in einer Siedlungsabfalldeponie zur Ermittlung speziesabhängiger Mobilisierungspfade" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Mainz, Institut für Geowissenschaften, Arbeitsgruppe Hydrogeochemie durchgeführt. Die Zentraldeponie Eiterköpfe bei Koblenz verfügt über einen abgedeckten Deponieabschnitt, über den gereinigtes Deponiesickerwasser rerieselt werden kann. Mit dieser Anlage werden geochemische Tracer in den Deponiekörper eingebracht. Mit Hilfe von schwerem Wasser soll die mittlere Verweildauer bestimmt werden. Mit Hilfe von seltenen stabilen Isotopen von Quecksilber, Blei, Wismut und Selen soll die Biomethylierung dieser Metalloide in der Deponie untersucht werden. Dabei soll auch das Deponiegas mit in die Bilanzierung und Speziation dieser Metalloide einbezogen werden. Für die Analytik der flüchtigen Organometalloidspezies kommt die CT-GC-ICP-MS zum Einsatz.
Das Projekt "Teilprojekt: Mechanismus und Regulation der Biosynthese flüchtiger Arsen-, Antimon und Bismut-Verbindungen durch Prokaryonten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Essen, Institut für Mikrobiologie und Biotechnologie durchgeführt. Metalle und Metalloide (Metall(oid)e) bzw. deren ionische Spezies werden insbesondere durch Mikroorganismen in anaeroben Habitaten des urbanen Umfeldes (Klärschlamm, Sickerwässern von Deponien) in flüchtige Derivate (metall(oid)-organische Verbindungen: meist methylierte Verbindungen; Hydride) überführt und unkontrollierbar mobilisiert. Nach vorliegenden Untersuchungen stellt Bismut eines der am häufigsten derivatisierten Metall (oid)e dar. In diesem Vorhaben sollen am Beispiel dieses Elements die molekularen Mechanismen der Biomethylierung von Metall(oid)en analysiert (Aufnahme des Metall(oid)s durch die Zelle, Analyse der Reaktionssequenz, Spezifität der Methylierungsreaktion(en) und Einblick in die Biomethylierung der Mikroflora von anaeroben Habitaten in situ erhalten werden. Die mechanistischen Untersuchungen werden mit Reinkulturen und zellfreien Extrakten der Methanoarchaea Methanobacterium formicium und Methanosarcina barkeri durchgeführt. Zur in situ Analyse der Biomethylierung von Einzelzellen sowohl in Reinkulturen als auch im komplexen Habitat wird die Fluoreszenz-in situ-Hybridisierung sowie die Röntgen-Mikroskopie bzw. Mikro- Röntgenfluoreszenz herangezogen.