Pilze helfen bei der Altlastensanierung

News: Pilze helfen bei der Altlastensanierung

Während Kunststoffe wegen ihrer Zählebigkeit die Umwelt "nur" belasten, sind verschiedene Fremdstoffe für Natur und Lebewesen hochgefährlich. Polychlorierte Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) oder der Sprengstoff TNT (Trinitrotoluol) vergiften das Ökosystem und wirken damit auch schädlich auf den Menschen - TNT und seine Stoffwechselprodukte sind unter anderem krebserregend. Hilfe bei der Beseitigung der Altlasten kommt von unerwarteter Seite: Pilze bauen die komplexen chemischen Verbindungen ab.

Die beiden Gruppen von Altlasten zu beseitigen und gleichzeitig Neulasten zu verhindern, ist eine Aufgabe, der sich die Mikrobiologen der Friedrich-Schiller-Universitaet Jena sehr erfolgreich angenommen haben. Dem Team um Prof. Dr. Wolfgang Fritsche ist es gelungen, Pilze zu finden, die Gefahrstoffe weitgehend abbauen. "Wir suchen nach Pilzen mit neuen Abbauleistungen, um sie zusätzlich zur bodeneigenen Mikrobenflora in belasteten Böden zu etablieren", erläutert Fritsche den Forschungsansatz. Dabei gilt es, zahlreiche Probleme zu lösen: In den belasteten Boeden – zum Beispiel von Sprengplätzen oder Munitionsfabriken – sind wenige Mikroorganismen vorhanden, die diese Gefahrstoffe abbauen. Außerdem sind einige der gefährlichen Verbindungen schwer wasserlöslich und besitzen zudem äußerst stabile Molekülbindungen. Zusätzlich sollen die für den Abbau eingesetzten Mikroorganismen selber für die Umwelt unbedenklich sein.

Realisieren läßt sich das mit einigen Pilzarten, hat Fritsches Team nach jahrelanger Forschung herausgefunden. Diese Pilze können in vielen Bereichen eingesetzt werden. Die Mikrobiologen fanden unter anderem Weißfäulepilze und sogenannte Streuabbauer, die Polychlorierte Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) und Trinitrotoluol (TNT) angreifen, zersetzen und deren gefährliche Inhaltsstoffe weitgehend unschädlich machen. So scheidet beispielsweise der Speisepilz Träuschling (Braunkappe) das hochaktive Enzym Manganperoxidase aus, das die TNT-Molekülbindungen aufbricht. TNT wird vollständig zu Kohlendioxid, Wasser und Stickstoff zersetzt und ist damit unschädlich. Dieses Enzym fördert auch den Abbau anderer Umweltgifte, etwa der PAKs und der Chlorphenole, und ließe sich somit für die Entgiftung von Chemieabfällen einsetzen.

Bei ihren Forschungen kommt es den Jenaer Wissenschaftlern vor allem darauf an, die Mechanismen beim Abbau zu erkennen. Diese grundlegenden Arbeiten können es dann ermöglichen, neue Sanierungsmethoden für Altlasten und Schadstoffe zu entwickeln.

Doch in den Jenaer Labors entstehen zunächst einmal Muster-Konstruktionen, welche Pilze welche Stoffe beseitigen. Jetzt ist dem Team dabei ein weiterer großer Erfolg gelungen: Die Mikrobiologen haben ein Pilzenzym-Modell entwickelt, das die schädlichen Inhalte aller untersuchten Stoffe angreift und zersetzt. Der zum Patent angemeldete enzymatische Abbaumechanismus soll in den nächsten Monaten noch verfeinert und weiterentwickelt werden, um danach in Großversuchen seine Praxistauglichkeit zu beweisen.

"Daß unsere Methoden zur Altlastensanierung funktionieren, haben wir nicht nur in den Labors, sondern auch in Freiversuchen bewiesen", bekräftigt Fritsche. Selbst wenn die weitere Vermarktung der Forschungsresultate noch nicht geklärt ist, "eine erfolgreiche Umsetzung ist auf jeden Fall möglich", sind die Jenaer Mikrobiologen überzeugt. Daher wollen die Forscher möglicherweise selbst und in Verbindung mit biotechnologischen Unternehmen der Bioregio-Region Jena ihre Ergebnisse in die Praxis umsetzen.