Patentes
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Montag • 11:30
30.6.2003
Bakterielle Putzkolonne für Uranabfallhalden
Viola Leipoldt

Bakterien sind wahre Überlebenskünstler und können sich auch den katastrophalsten Lebensbedingungen anpassen. Diese Fähigkeit hat schon lange die Neugier der Wissenschaftler geweckt - auch die der Mikrobiologen vom Forschungszentrum Rossendorf bei Dresden. Sie interessieren sich besonders für jene Bakterien, die in hochgiftigen Uranabfallhalden leben. Aus diesen widerstandsfähigen Winzlingen haben die Wissenschaftler nun einen Biofilter entwickelt, mit dessen Hilfe die Sanierung der giftigen Halden leichter wird.

Die Reinigung von uranverseuchtem Wasser, wie es bei der langfristigen Sanierung ehemaliger Uranhalden nötig wird, ist immer noch ein teure und aufwendige Prozedur. Bisher werden dazu chemische Verfahren eingesetzt. Auf der Suche nach günstigeren Alternativen sind Wissenschaftler des Forschungszentrums Rossendorf bei Dresden nun auf ganz besondere Bakterien gestoßen, die unbeschadet auf den giftigen Uranhalden leben. Sie haben eine Überlebensstrategie entwickelt, die die Wissenschaftler nutzen wollen, so Mikrobiologe Johannes Raff.

Der Bazillus hat die Eigenschaft, das auf der Oberfläche von dem Bakterium sehr viele chemische Gruppen vorhanden sind, die eben Metalle binden können. Und unter anderem werden eben Schwermetalle gebunden, was den Effekt hat, das die Bakterien die Schwermetalle nicht in die Zelle aufnehmen können. Und in dem Moment, wo die Schwermetalle auf der Oberfläche gebunden sind, werden sie auf ne Art entgiftet.

Das radioaktive Uran und andere giftige Schwermetalle können dem Bakterium so nichts mehr anhaben. Doch diese Fähigkeit allein hätte nicht genügt, um ihn zur professionellen Reinigungskraft für Uranabfälle auszuwählen. Wichtig war auch, das der Bazillus sich schnell und leicht im Labor vermehren lässt. Als seine Leibspeise hat sich einfache Fleischbrühe erwiesen, in der sich der Winzling innerhalb weniger Stunden milliardenfach vervielfältigt. Das beste aber am "Bacillus Sphaericus", so sein offizieller Name: Die von ihm gebundenen Schwermetalle können einfach wieder abgewaschen werden, erklärt Sonja Selenska-Pobell, die das Projekt Biofilter leitet.

Und deswegen sind wir zur Idee gekommen, einen intelligenten Filter zu bauen, weil wenn ein Metall gebunden ist und wenn man kann diese Metall auswaschen, kann man diese Keramik mehrfach verwenden und das ist für ein industrielles Verfahren sehr wichtig. ... In den Abwässern gibt es viele andere Metalle aber dieses Bakterium bindet wirklich selektiv meistens Uran, er ist in der Lage fast vollständig Uran zu entfernen von kontaminierten Abwässer.

Der von der Forschergruppe entwickelte Filter besteht aus einer speziellen Keramik, in der die getrockneten Bakterien eingebettet sind. Die fertige Biokeramik kann je nach Verarbeitung die unterschiedlichsten Formen annehmen. Als günstig haben sich kleine Körnchen erwiesen, die grobem Sand ähneln. Sie werden schließlich in eine Metallsäule gefüllt - fertig ist der Biofilter. Der soll zur Reinigung des Sickerwassers von Uranhalden genutzt werden, denn der Regen spült die Schwermetalle immer wieder aus dem Uranabfall heraus. Johannes Raff:

Im Rahmen der Sanierung von den Halden hat man, oder auch schon im Vorfeld wurden die ganzen Halden mit umfangreichen Drainagesystemen ausgestattet, wo das ganze Sickerwasser gesammelt wird, einfach um zu vermeiden, das kontaminiertes Wasser in die Umwelt und das Grundwasser gelangt. Und da geht's dann eben darum, dass das Sickerwasser aufgefangen wird und über so einen Filter gereinigt wird. ...Die Säule wird dann direkt in den Wasserstrom eingebracht, das heißt also, das Wasser fließt durch die Säule, und die Schwermetalle, die in dem Wasser gelöst sind können dadurch an das Säulenmaterial binden und man erhält dadurch praktisch am Ende der Säule gereinigtes Wasser.

Der Bakterien-Filter ist einfach zu handhaben und vor allem mehrmals verwendbar: Hat er sich mit dem Schwermetall vollgesogen, wird er mit einer speziellen Säure einfach wieder reingewaschen und das herausgefilterte radioaktive Uran anschließend fachgerecht entsorgt. Eingesetzt werden kann diese Art der biokeramischen Filter überall da, wo Uran oder andere giftige Metalle in irgendeiner Form das Wasser belasten.

Das Ziel ist eigentlich eine Art Baukastensystem zu haben, wo man einfach verschieden Bakterien in das Filtermaterial einbettet mit bevorzugter Bindung von bestimmten Metallen, das man also einen Filter hat, der hauptsächlich Uran bindet, ein Filter, der nur Nickel bindet und ein Filter, das Chrom zum Beispiel bindet und in Abhängigkeit der Zusammensetzung der Wässer, weil die ja normalerweise nie nur ein Metall enthalten, das man dann praktisch wie in einem Baukastensystem sich den Filter zusammenbauen kann und genau das Wasser, das man hat, reinigen kann.

Die Entwicklung des neuen Biofilters ist ein Gemeinschaftsprojekt des Forschungszentrums Rossendorf mit der Technischen Universität Dresden und einigen mittelständischen Unternehmen der Region. Das Patent ist beantragt - vor allem für die beteiligten Unternehmen ein wichtiger Schritt, verspricht doch die zukünftige Produktion der Biofilter ein gutes Geschäft und neue Arbeitsplätze. Das Interesse der Industrie jedenfalls ist jetzt schon groß. Noch aber ist der Biofilter nicht serienreif - die Wissenschaftler hoffen, dass er in zwei Jahren in Produktion gehen kann.

Link: Forschungszentrum Rossendorf - Institut für Radiochemie
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