Mikrobielle Oxidation von Fe(II) komplexiert mit natürlichem organischen Material

• Antragsteller: Professor Dr. Andreas Kappler
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 277898458

Die Speziierung von Fe und insbesondere die Identität und Eigenschaften von Fe(III) Mineralen und gelösten Fe(III)-Komplexen, die durch Fe(II) Oxidation gebildet wurden, bestimmen die Sorption und dadurch die Mobilität und Bioverfügbarkeit von giftigen Elementen wie Arsen, Cadmium, Kupfer und Quecksilber. Hierdurch wird insbesondere die Reinheit und Qualität von Wasser, Böden und Sedimenten beeinflusst. Es ist bekannt, dass die Eigenschaften von Fe(III) Mineralen variieren in Abhängigkeit davon i) ob das Fe(II) chemisch oder biologisch (d.h. durch Fe(II)-oxidierende Bakterien) oxidiert wurde und ii) ob natürliches organisches Material (z.B. Huminstoffe) während der Oxidation anwesend waren. Es ist allerdings unbekannt, ob Fe(II) Komplexe, die organisches Material als Liganden besitzen, durch Fe(II)-oxidierende Bakterien oxidiert werden können. Außerdem sind die Identität und Reaktivität der Fe(III)-Verbindungen, die durch eine solche mikrobielle Oxidation von Fe(II)-Komplexen gebildet wurden, unbekannt.Die Ziele dieses Projekts sind deshalb zuerst definierte Fe(II)-Komplexe mit kleinen organischen Liganden und mit gereinigten Humin- und Fulvinsäuren zu synthetisieren. In einem zweiten Schritt wollen wir dann untersuchen, ob mikroaerophile, nitratreduzierende und phototrophe eisenoxidierende Bakterien solche Fe(II) Komplexe oxidieren können. Drittens möchten wir die Identität, Eigenschaften und Reaktivität der gebildeten Fe(III) Verbindungen bestimmen. Zuletzt wollen wir Fe(II) Komplexe aus einem natürlichen Boden isolieren und bestimmen ob diese auch durch Fe(II)-oxidierende Bakterien oxidiert werden können und welche Fe(III) Verbindungen bei dieser Oxidation entstehen.Die Ergebnisse dieses Projekts werden langfristig unser Verständnis des Umweltverhaltens von Schadstoffen verbessern. Insbesondere werden wir die Rolle von eisenoxidierenden Bakterien und von Fe(II)-Komplexen mit natürlichem organischen Material für die Bildung von Fe(III) Verbindungen, die mit Schadstoffen in der Natur interagieren, besser verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich(e): Dr. Anneli Sundman