Bachelorarbeit

Die Rolle von freiem und As-gebundenem Sulfid für die Arsenitoxidation durch Alkalilimnicola ehrlichii, MLHE-1

Linda Schneider (12/2011-08/2012)

Betreuer: Britta Planer-Friedrich

Gegensätzlich zu geochemischen Erwartungen ist das gleichzeitige Vorkommen von den reduzierten und oxidierten Arsen-Spezies, Arsenit und Arsenat, in anoxischen Schichten von reduzierenden, sulfid-angereicherten Gewässern gezeigt worden. Alkalilimnicola ehrlichii (Stamm MLHE-1), ein Mikroorganismus, isoliert vom alkalischen Mono Lake ist in der Lage Arsen und Sulfid anaerob, bei gleichzeitiger Reduktion von Nitrat, zu oxidieren. In dieser Bachelorarbeit wird die Rolle und die Umwandlung von freiem Sulfid im Gegensatz zu Arsen gebundenem Schwefel in Thioarsenaten untersucht. Dafür wurden anoxische Inkubationsexperimente mit Stamm MLHE-1 durchgeführt. Wie erwartet waren Arsenit, Sulfid und ebenso Polysulfide stabil unter abiotischen Bedingungen, wurden jedoch vollständig zu Arsenat und nicht n¨aher bestimmten Schwefelspezien oxidiert, wenn Stamm MLHE-1 anwesend war. In den Experimenten mit Monothioarsenat konnten keine Veränderungen bei den Arsenspezies beobachtet werden, was darauf hindeutet, dass Stamm MLHE-1 vermutlich diese Thioarsenatspezies nicht nutzt. Wenn jedoch Sulfid zusammen mit Arsenit hinzugefügt wurde, führte das spontan zur Entstehung von Thioarsenaten, was mit größter Wahrscheinlichkeit ein rein chemischer Prozess ist. Je höher die Sulfidkonzentration war, desto mehr und höher thiolierte Thioarsenate bildeten sich. Nachfolgende Umwandlungen von Thioarsenaten in Arsenate fand bei den As:S Verhältnissen 1:1 und 1:4 statt. Mit Ausnahme einer leicht kürzeren Umwandlungzeit konnte keine Differenz hinsichtlich der Arsenproduktion zwischen abiotischen und biotischen Versuchsaufbauten beobachtet werden. Bei einem 10fachen Sulfidüberschuss fand keinerlei Arsenproduktion mehr statt und die Thioarsenate blieben stabil. Trotz großer Differenzen in der Arsenproduktion konnte in allen Experimenten ein Zellwachstum beobachtet werden. Dieses stellt den Effekt von abiotischen und biotischen Faktoren in der Bildung von Thioarsenaten und ihrer Umwandlung in Arsenat in Frage ebenso wie die Anwesenheit von anderen potentiellenWachstumssubstraten und und Elektronendonoren.