Mikrobieller Abbau von 14 C-markiertem Benzo[a]pyren durch PAK-adaptierte Bakterienmischkulturen

Schwiening, Susanne

doi:HBZ12806397x

Mikrobieller Abbau von 14 C-markiertem Benzo[a]pyren durch PAK-adaptierte Bakterienmischkulturen

Schwiening, Susanne (Author)^RWTH*

2000

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Susanne Schwiening

ImpressumAachen

Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 1998

Urspr. ersch.: Aachen : Shaker, 1999

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-171
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/96224/files/00_11.pdf

Einrichtungen

Lehrstuhl für Hygiene und Umweltmedizin (521000-2)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Biowissenschaften, Biologie (frei) ; Benzopyren (frei) ; Markierte Verbindungen (frei) ; Kohlenstoff-14 (frei) ; Mikrobieller Abbau (frei) ; Mischkultur (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 570

Kurzfassung
Der mikrobielle Abbau von polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) wurde besonders unter dem Aspekt der biologischen Altlastensanierung in den vergangenen Jahren intensiv untersucht. Über den Abbau von fünf- und mehrkernigen Verbindungen ist jedoch immer noch verhältnismäßig wenig bekannt, obwohl gerade dieser Gruppe aufgrund ihrer mutagenen und cancerogenen Eigenschaften und ihrer hohen Persistenz eine Schlüsselstellung für den Erfolg biologischer Sanierungsmaßnahmen zukommt. Im Mittelpunkt dieser Arbeit stand daher der mikrobiologische Abbau der Verbindung Benzo[a]pyren als Leitsubstanz der höherkernigen PAK. Dieser Abbau konnte über den Einsatz von radioaktiv markiertem Benzo[a]pyren verläßlich quantifiziert werden. Die geringe Wasserlöslichkeit und Lösungsrate dieser Verbindung wird oftmals als Grund für einen limitierten Abbau dieser Substanz genannt. Die Eignung eines biologisch abbaubaren Tensids zur Verbesserung dieser Eigenschaft von Benzo[a]pyren und damit zur Steigerung des Benzo[a]pyren-Abbaus wurde untersucht. Die aus einer mit PAK hoch belasteten Bodenprobe isolierte Mischkultur besaß ein hohes Abbaupotential für PAK und konnte mit diesen Verbindungen als einzige C- und Energiequelle wachsen. Neben dem Abbau von Phenanthren, Anthracen, Fluoranthen und Pyren konnte die Mischkultur auch Benzo[a]pyren abbauen. Dieser Abbau erfolgte cometabolisch, wobei die anderen PAK als Wachstumssubstrate dienten. Der erzielte Umsatz für Benzo[a]pyren betrug bis zu 65%, dafür wurden jedoch Inkubationszeiträume von mehr als einem Jahr benötigt. Eine Metabolisierung von Benzo[a]pyren als einzige C- und Energiequelle konnte nicht nachgewiesen werden.

In the last years the biodegradation of polycylic aromatic hydrocarbons (PAH) for the bioremediation of polluted soils was studied. Important for a successfull remediation is the degradation of the high molecular weight PAH, a major class of carcinogenic and persistent organic compounds. So the aim of this work was to study the biodegradation of the 5-ring benzo[a]pyrene (BaP) as a priority pollutant of the high molecular weight PAH. With the use of 14C labeled BaP the degradation could be quantified. The biodegradation of this PAH is assumed to be limited by the low water solubility of this compound. A non-ionic surfactant increased the concentration of BaP in the culture medium because of solubilization. The influence of this solubilization on the biodegradation was investigated. A mixed culture of microorganisms isolated from a PAH-contaminated soil was able to degrade 14C labeled BaP in mineral medium by cometabolism with phenanthrene, fluoranthene, anthracene and pyrene as sources of C and energy. A mineralization of BaP up to 65% could occur but the required time was more than on year. Mineralization of BaP as sole source of C and energy could not be observed.

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