Mit Bakterien gegen Quecksilber

Das Forscherteam der GBF (Gesellschaft für Biotechnologische Forschung in Braunschweig) bereitet seinen ersten Einsatz mit dem mobilen Labor vor: Ein Hochleistungslabor auf Rädern, in dem chemische und mikrobiologische Analysen vor Ort durchgeführt werden können.

Erster Einsatzort: ein verschmutztes Gewässer, irgendwo in Deutschland. Das Fischsterben deutet auf vergiftetes Wasser hin. Erste Analysen zeigen, dass es sich um Quecksilber handelt - einer der giftigsten Stoffe für die Natur: Es könnte irgendwann, vielleicht auch schon vor Jahren, dort eingeleitet worden sein.
Die Wissenschaftler haben das weltweit einzige Verfahren entwickelt, mit dem Quecksilber entgiftet werden kann - Mikroorganismen helfen ihnen dabei: Die finden sich genau dort, wo über längere Zeit Quecksilber-verseuchtes Wasser eingeleitet wurde. Die Mikroorganismen, die an diesen Stellen überlebt haben, sind inzwischen gegen das Gift resistent geworden und haben sogar einen speziellen Entgiftungsmechanismus entwickelt. Für die Wissenschaftler sind sie die strategische Waffe zur Reinigung des quecksilberhaltigen Wassers und deshalb heiß begehrt.

Irene Wagner-Döbler:
"Dass Bakterien Quecksilber entgiften können, weiß man schon sehr lange. Aber wir haben diesen Mechanismus zum ersten Mal eingesetzt, um im großen Maßstab industrielle Abwässer zu reinigen."

Ein entscheidender Schritt von der Theorie in die Praxis.
Im mobilen Labor kann man direkt vor Ort mit modernsten mikrobiologischen Methoden arbeiten: Zunächst werden die resistenten Bakterien aus dem Fluss-Schlamm isoliert, mit dem Nährmedium in eine Zuchtschale aufgetragen und mit dem sterilisierten Spatel verteilt. Davon werden Kulturen angelegt und zum Weiterwachsen in einen Brutschrank geschoben.

Im Labor der GBF in Braunschweig werden dann diese Bakterien näher untersucht. Sie wachsen nun auf einem porösen Trägermaterial - auf Bimsstein - und bilden dort einen Biofilm. Die besten Bakterienstämme werden ausgesucht und vermehrt. In Schüttelkolben bekommen sie alle Nährstoffe, die sie brauchen, innerhalb von einem Tag wachsen Milliarden der kleinen Helfer heran.
Der Clou des ganzen Prozesses: Das Quecksilber selbst bildet kleine Tröpfchen, die so schwer sind, dass sie nicht mehr ausgespült werden können und im Bioreaktor hängen bleiben. Durch Zentrifugieren verschmelzen sie zu einem großen, sichtbaren Tropfen.

In der dritten Etappe werden die ausgewählten Bakterienstämme in einer Pilotanlage für den harten Einsatz im Freien getestet. Auch diese Anlage ist eine Weltneuheit - ein Container von 4 Metern Länge, 2 Metern Höhe, voller Laborgefäße, Rohre und Computer. Zuerst werden die Bakterien in den Bioreaktor der Pilotanlage eingefüllt, dann wird das Abwasser durchgeleitet. Die Mikroorganismen wandeln nun das im Abwasser gelöste Quecksilber in metallisches Quecksilber um, das recycled werden kann. Die Bakterien können schon über 90 % des Quecksilbers aus dem Abwasser entfernen, mit dem nachgeschalteten Aktivkohlefilter erreicht man eine Rate von 99 %.

Die Pilot-Anlage ist der letzte Schritt auf dem Weg zu einer vermarktungsfähigen technischen Anlage. Alle Parameter werden erfasst und im Computer angezeigt, man sieht so auf einen Blick, wieviel Quecksilber in die Biokläranlage fließt - und wieviel festgehalten wird.
Die Pilotanlage ist hauptsächlich für Einsätze in Ländern gedacht, wo Quecksilber immer noch ungefiltert ins Grundwasser gelangt.

Irene Wagner-Döbler:
"Wir machen hier einen reinen Testlauf und werden anschließend in die Tschechische Republik gehen und die Anlage dort tatsächlich zur Reinigung des Abwassers einsetzen. Wir werden dort 99 % des Quecksilbers rausholen, während zur Zeit nur 50 % des Quecksilbers entfernt werden können."

In Deutschland wird Quecksilber zur Herstellung von Chlorgas eingesetzt. Dabei gelangt ein kleiner Teil davon ins betriebliche Abwasser. Deshalb setzen Grossfirmen aufwendige und teure Ionenaustauschanlagen zur Quecksilberentsorgung ein. Mit dem mikrobiologischen Verfahren der GBF gibt es eine biologische Methode, die effizient und zudem bezahlbar ist.