Underjordiske fødekilder gør det muligt for bakterier at frigive arsen i grundvandet

Giftig arsen i grundvand er et kæmpe problem for mere end hundrede millioner mennesker verden over, især i sydøstasiatiske lande som Bangladesh og Vietnam. Arsen frigives ved aktivitet af mikroorganismer. Et team af forskere inden for geomikrobiologi ledet af professor Andreas Kappler fra University of Tübingen har nu vist, at disse bakterier ikke bruger fødekilder fra jordens overflade, som tidligere antaget, men fra dybe lag af sten. Denne nye viden om de vigtigste veje og processer for arsenfrigivelse vil medvirke til mere præcist at forudsige fremtidig drikkevandskontaminering og om muligt forhindre det. Undersøgelsen er blevet offentliggjort i tidsskriftet Miljøvidenskab og teknologi .

Store mængder af arsenholdige jernmineraler kan findes i undergrunden i mange regioner i Sydøstasien. Akvifer sedimenter er hjemsted for lokalsamfund af mikroorganismer, som kan opløse jernmineraler og frigive det giftige arsen. At gøre dette, mikroorganismerne har brug for organisk materiale som mad. "Tidligere har det blev antaget, at organisk materiale fra overfladen-såsom planter eller alger fra damme og søer-gør det muligt for mikroorganismerne at opløse de arsenholdige jernmineraler og dermed frigive arsen, "siger Andreas Kappler. Dog, i mange grundvandssystemer er der tegn på, at det organiske materiale ikke trænger ned fra overfladen til de arsenholdige lag.

I den nye undersøgelse, forskerne i Tübingen, sammen med kolleger fra Zürich, Karlsruhe og Berlin, undersøgte de relevante processer i en landsby med arsenforurenet vand, i VanPhuc, 15 kilometer sydøst for Hanoi i Vietnam. Der, borekerner blev taget af frisk undergrundsmateriale fra dybder på mere end 40 meter. Forskergruppen undersøgte, hvor meget organisk materiale der var til stede i de dybe klippelag, hvor det kom fra, og om de tilstedeværende mikroorganismer kunne bruge det som føde- og energikilde. Eksperimenter udført i laboratoriet i Tübingen satte forskerne i stand til at identificere de metaboliske processer, der finder sted - og hvad de forskellige bakterier spiser.

Gammelt organisk materiale fra dybe sedimentlag

"Det organiske materiale, der findes naturligt i prøverne, stammer tilsyneladende fra gamle mangroveskove. Det blev aflejret og bevaret i lagene af sediment, der indeholder arsen, "siger Kappler. Mikroorganismer bruger tilsyneladende det som en fødekilde, og frigiver derved arsenet i grundvandet. En sammenligning af resultaterne fra laboratorieforsøgene med arsenkoncentrationerne målt i vandet fra undersøgelsesområdet viste, at de mikrobielle processer, drevet af organisk materiale fra dybe lag, kunne forklare de høje niveauer af arsen, der findes i vandet. Indflydelsen af ​​organisk materiale fra overfladen kan være meget mindre end tidligere antaget.

"Vi er nødt til at forstå, hvilke mikrobielle processer der fører til frigivelse af arsen og forurening af vandet, "siger professor Kappler, der stod i spidsen for undersøgelsen. Hovedforfatteren af ​​publikationen, Martyna Glodowska, tilføjer:"Det er et afgørende trin i denne proces, at vi har været i stand til at identificere fødekilden til de aktive bakterier i undergrunden."