Bachelorarbeit

Umwandlung von Arsenit in Gegenwart von Sulfid durch Alkalilimnicola ehrlichii (MLHE-1)

Carolin Kerl (08/2012-08/2013)

Betreuer: Britta Planer-Friedrich, Frank Thomas

Die Bildung von Thioarsenaten spielt eine wichtige Rolle in anoxischen Gewässerschichten mit natürlicherweise vorkommenden hohen Arsenit- und Sulfid-Konzentrationen, wie z.B. dem Mono Lake in Kalifornien, USA. In Wachstumsexperimenten mit Alkalilimnicola ehrlichii (MLHE-1), einem im Mono Lake bei pH 9,8 vorkommenden Bakterium, wurde der Einfluss von Sulfid auf das Wachstum in anaerobem arsenhaltigen Wasser untersucht. A. ehrlichii konnte dabei äquimolare Konzentrationen Arsenit und Nitrat vollständig in Arsenat und Nitrit umwandeln. Neben der Oxidation von Arsenit zu Arsenat zeigte sich, dass A. ehrlichii Sulfid zu Polysulfiden und Elementarschwefel oxidierten. Abiotisch bildeten sich im Medium aus Arsenit und Sulfid Thioarsenate und zwar prozentual mehr als in deionisiertem Wasser. Dabei war Trithioarsenat die dominierende Spezies im Medium und Dithioarsenat in deionisiertem Wasser. Die gebildeten Thioarsenate konnten von A. ehrlichii nicht abgebaut werden. Jedoch standen die Thioarsenate im chemischen Gleichgewicht mit der Sulfid-Konzentration im Medium und wandelten sich in Arsenat und Sulfid um, sobald die Sulfid-Konzentration im Medium abnahm. Im zweiten experimentellen Teil wurde das Wachstum von A. ehrlichii direkt auf Monothioarsenat mit unterschiedlichen Nitrat-Konzentrationen untersucht. In keinem der Experimente konnte mikrobielles Wachstum unter Umsatz von Monothioarsenat festgestellt werden. In allen abiotischen Kontrollversuchen wurde kein Abbau von Arsenit oder Monothioarsenat festgestellt. Insgesamt zeigten die Versuche, dass Thioarsenate zwar eine wichtige Rolle im As-S-Kreislauf spielen und abiotisch mit Umwandlung auf mikrobielle Sulfid-Oxidation reagieren, scheinbar jedoch nicht direkt von A. ehrlichii genutzt werden können.