{"id":136092,"date":"2023-12-13T07:23:00","date_gmt":"2023-12-13T06:23:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=136092"},"modified":"2023-12-07T13:39:54","modified_gmt":"2023-12-07T12:39:54","slug":"olkatastrophen-bekampfen-biotenside-konnen-mikrobiellen-olabbau-stimulieren","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/olkatastrophen-bekampfen-biotenside-konnen-mikrobiellen-olabbau-stimulieren\/","title":{"rendered":"\u00d6lkatastrophen bek\u00e4mpfen \u2013 Biotenside k\u00f6nnen mikrobiellen \u00d6labbau stimulieren"},"content":{"rendered":"\n\n\n<p>Ausgelaufenes \u00d6l aus Bohrplattformen und Tankern verursacht Umweltverschmutzungen und einen Biodiversit\u00e4tsverlust. Forschende u.a. der Universit\u00e4t Stuttgart versetzen der Bew\u00e4ltigung von \u00d6lkatastrophen durch Biotenside nun einen Schub nach vorn: Mit ihrer neusten Forschung konnten sie nachweisen, dass der mikrobiologische Abbau von \u00d6lkomponenten im Meerwasser durch Biotenside gesteigert werden kann im Vergleich zu herk\u00f6mmlichen Dispersionsmitteln.<\/p>\n\n\n\n<p>\u00d6lteppiche \u00fcber der Meeresoberfl\u00e4che, kontaminierte K\u00fcsten, \u00f6lverklebte Fische und V\u00f6gel \u2013 \u00d6lkatastrophen haben verheerende Umweltfolgen f\u00fcr Pflanzen, Tiere und Menschen. Denn Erd\u00f6l ist giftig. Neben Schwefel, Stickstoff und Schwermetallen enth\u00e4lt es polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe, die krebserregend sind. Pflanzen sterben ab, Tiere ertrinken, verhungern oder vergiften sich, Schadstoffe gelangen in die Nahrungskette.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"660531\">Sch\u00e4tzungsweise 1.500 Mio. Liter \u00d6l flie\u00dfen pro Jahr in die Meere<\/h3>\n\n\n\n<p>Den gro\u00dfen \u00d6lunf\u00e4llen der Vergangenheit, wie dem Tankerunfall der Exxon Valdez oder der Explosion der Bohrplattform Deepwater Horizon im Golf von Mexiko, sind viele weitere gefolgt. Die Ungl\u00fccke, so auch die westsibirische \u00d6lkatastrophe, wirken sich bis heute aus. Andere Ereignisse liegen erst wenige Wochen oder Monate zur\u00fcck \u2013 denkt man an die Tankerungl\u00fccke vor der niederl\u00e4ndischen und der peruanischen K\u00fcste, wo der Notstand ausgerufen wurde. Sch\u00e4tzungsweise 1.500 Mio. Liter \u00d6l flie\u00dfen pro Jahr in die Meere. Umso wichtiger ist es, gerade bei gro\u00dffl\u00e4chigen Ereignissen die Umweltverschmutzung schnell, effizient und gleichzeitig naturvertr\u00e4glich einzud\u00e4mmen.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"660533\">Chemische Dispersionsmittel sind keine Allheilmittel<\/h3>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter is-resized\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.biooekonomie-bw.de\/application\/files\/9016\/9527\/7305\/1_2023-06-13_Sara_Kleindienst-008-KLE-20230613-XT517441_SK_klein.jpg\" alt=\"Junge, blonde Frau im braunen Shirt und schwarzen Jacket vor Laminar-Air-Flow-Laborbenches\" style=\"aspect-ratio:0.666598611678236;width:444px;height:auto\"\/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Prof. Dr. Sara Kleindienst, Leiterin der Abteilung Umweltmikrobiologie am ISWA an der Universit\u00e4t Stuttgart, erforscht weltweit den mikrobiellen Abbau von \u00d6l, Nitrat, Glyphosat und weiteren chemischen Substanzen.&nbsp;\u00a9&nbsp;Thomas B. Jones Fotografie<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n<p>Bisher werden bei \u00d6lkatastrophen routinem\u00e4\u00dfig je nach \u00d6lmenge bis zu mehrere Mio. Liter chemische Dispersionsmittel ausgebracht. Damit werden \u00d6lklumpen aufgel\u00f6st und besser im Meer verteilt. Eine weitere Hoffnung ist, dass der mikrobielle \u00d6labbau durch die Anwendung beschleunigt wird. Denn im Meer lebende Bakterien ern\u00e4hren sich von Roh\u00f6lbestandteilen und k\u00f6nnen diese schneller zu harmlosen Stoffen umwandeln, wenn die Grenzfl\u00e4che zwischen \u00d6l und Wasser gr\u00f6\u00dfer ist.<\/p>\n\n\n\n<p>Doch die Standardmethode wird kontrovers diskutiert. Der Einfluss von Dispersionsmitteln hinsichtlich potenzieller Auswirkungen z. B. auf Mikroorganismen wurde bislang noch nicht ausreichend erforscht. Eine im Jahr 2015 ver\u00f6ffentlichte Studie<sup>1)<\/sup>&nbsp;legt nahe, dass der Einsatz von Dispersionsmitteln kritisch bewertet werden sollte. So stellen sie nicht immer einen Vorteil f\u00fcr \u00f6labbauende Mikroorgansimen dar, k\u00f6nnen diese sogar in ihren Aktivit\u00e4ten hemmen. \u201eWir konnten zeigen, dass chemische Dispersionsmittel im Tiefseewasser aus dem Golf von Mexiko den mikrobiellen \u00d6labbau verlangsamen k\u00f6nnen\u201c, sagt Prof. Dr. Sara Kleindienst. Die Professorin f\u00fcr Umweltmikrobiologie an der Universit\u00e4t Stuttgart war \u2013 damals noch als Wissenschaftlerin in den USA und zwischenzeitlich an der Universit\u00e4t T\u00fcbingen \u2013 mit weiteren Forschenden aus den USA an der Studie beteili<a>gt.<\/a><\/p>\n\n\n\n<p>\u201eInteressanterweise konnten sich in unseren Experimenten mit Seewasser aus dem Golf einige \u00f6lverwertende Bakteriengattungen wie z. B. Marinobacter ohne Dispersionsmittel besser vermehren als in deren Gegenwart. Seitdem wird das Thema vielf\u00e4ltig diskutiert, und die Frage, wie \u00d6lkatastrophen am effektivsten und umweltfreundlich bek\u00e4mpft werden k\u00f6nnen, bleibt offen.\u201c<\/p>\n\n\n\n<p>Die Umweltmikrobiologin m\u00f6chte weiterhin dazu beitragen, die Forschungsl\u00fccke zu schlie\u00dfen. Mit einem interdisziplin\u00e4ren Team aus Forschenden der Universit\u00e4t T\u00fcbingen, der China West Normal University und der University of Georgia untersuchte sie das Potenzial der Biotenside mit Seewasser aus der Nordsee \u2013 als Alternative f\u00fcr chemische Dispersionsmittel.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"660535\">Mikroorganismen als Fabrik f\u00fcr Biotenside<\/h3>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter is-resized\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.biooekonomie-bw.de\/application\/files\/9716\/9527\/7304\/2_Sampling_ship.JPG\" alt=\"Schiffsdeck auf dem Meer, das ein Fischernetz und zwei Kanister mit Fl\u00fcssigkeit zeigt.\" style=\"aspect-ratio:1.3333333333333333;width:455px;height:auto\"\/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Meerwasser aus der Nordsee wird in gro\u00dfe Kanister gef\u00fcllt und f\u00fcr die Mikrokosmenexperimente gek\u00fchlt zur\u00fcck ins Labor gebracht.&nbsp;\u00a9&nbsp;Saskia Rugh\u00f6ft<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n<p>Biotenside \u2013 der Name verr\u00e4t es schon: Sie funktionieren \u00e4hnlich wie chemische Tenside, also Substanzen, die die Grenzfl\u00e4chenspannung zwischen zwei Phasen herabsetzen und f\u00fcr eine bessere Verteilung sorgen. Allerdings mit einem gro\u00dfen Vorteil: Sie sind nat\u00fcrlichen Ursprungs, denn sie werden von Bakterien selbst gebildet. \u201eDass Mikroorganismen Biotenside herstellen, ist schon l\u00e4nger bekannt\u201c, erkl\u00e4rt Kleindienst. \u201eMan hat sie auch schon seit einiger Zeit als m\u00f6gliche Alternative f\u00fcr chemische Dispersionsmittel im Auge.\u201c<\/p>\n\n\n\n<p>Nun hat die Stuttgarter Wissenschaftlerin mit ihrem Team die Forschung in diesem Bereich ein ganzes St\u00fcck vorangebracht: Im Labor konnten sie eine \u00d6lverschmutzung simulieren, um die Wirkung von Biotensiden und chemischen Dispersionsmitteln im Vergleich zu testen. Dazu hat das Team Meerwasser aus der Nordsee entnommen und unter K\u00fchlung ins Labor transportiert, damit sich die mikrobielle Population nicht stark \u00e4ndert.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"660537\">Message in a bottle: \u00d6lverschmutzungsszenarien transparent gemacht<\/h3>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"alignleft is-resized\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.biooekonomie-bw.de\/application\/files\/8416\/9527\/7398\/3_Marine_oil_snow.jpg\" alt=\"1-Liter-Laborglasflasche mit einer klaren Fl\u00fcssigkeit, die ein paar kleine, hellbraune Flocken aufzeigt. Die Flasche ist mit einer Nummer und Buchstaben beschriftet.\" style=\"aspect-ratio:0.7499190152251377;width:275px;height:auto\"\/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Mikrokosmen mit Nordseewasser: Die kleinen braunen Flocken, sogenannter mikrobieller \u00d6lschnee, sind Aggregate, die durch mikrobielle \u00f6labbauende Bakterien gebildet werden.&nbsp;\u00a9&nbsp;Lu Lu<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n<p>Bis zu 100 Mikrokosmen in 1-Liter-Flaschen ahmen \u00d6lverschmutzungsszenarien im zeitlichen Verlauf nach, wie Kleindienst beschreibt: \u201eWir haben das Meerwasser entweder mit dem Biotensid Rhamnolipid oder jeweils einem von insgesamt zwei Dispersionsmitteln \u2013 Corexit 9500 oder Slickgone NS \u2013 behandelt, jeweils in Anwesenheit und Abwesenheit von \u00d6l. Damit wir den Abbau des \u00d6ls durch die Mikroorganismen im Detail verfolgen k\u00f6nnen, haben wir radioaktiv markierte Stoffe eingesetzt.\u201c <\/p>\n\n\n\n<p>Diese Methode lieferte nun spannende neue Ergebnisse: \u201eUnsere Untersuchungen mit radioaktiv markierten Kohlenwasserstoffen oder einer radioaktiv markierten Aminos\u00e4ure haben gezeigt, dass die h\u00f6chsten mikrobiellen Raten der Kohlenwasserstoffoxidation und der Proteinbiosynthese in den Proben auftraten, die mit Rhamnolipid behandelt waren.\u201c<\/p>\n\n\n\n<p>Doch es geht nicht nur um Aktivit\u00e4ten allein, wie Kleindienst erkl\u00e4rt: \u201eWir haben festgestellt, dass sich die mikrobiologischen Gemeinschaften in den Mikrokosmen mit chemischen Tensiden von denen mit Biotensiden stark unterscheiden. Das ist ein Hinweis darauf, dass Biotenside im Gegensatz zu chemischen Dispersionsmittel andere \u00f6labbauende Bakterien stimulieren k\u00f6nnen \u2013 sowohl im Wachstum als auch in den Aktivit\u00e4ten.\u201c <\/p>\n\n\n\n<p>Insgesamt lassen die Ergebnisse des internationalen Teams auf eine vielversprechende Anwendung von Biotensiden bei k\u00fcnftigen \u00d6lunf\u00e4llen im Meer schlie\u00dfen. Und das gibt neues Potenzial f\u00fcr weitere Forschung und interdisziplin\u00e4re Kollaborationen, um dem Ziel einer Begrenzung der Umweltsch\u00e4den nach Unf\u00e4llen n\u00e4herzukomme<a>n.<\/a><\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"660539\">Weitere Forschung, Unterst\u00fctzung und Vernetzung \u2013 f\u00fcr k\u00fcnftige Vorsorge bei \u00d6lunf\u00e4llen<\/h3>\n\n\n\n<p>Das Experiment und die wichtigen Ergebnisse wurden j\u00fcngst in einem renommierten Fachjournal<sup>2)<\/sup>&nbsp;publiziert. Der n\u00e4chste Schritt w\u00e4re ein Upscaling, also das Experiment systematisch unter kontrollierten Bedingungen im gr\u00f6\u00dferen Ma\u00dfstab durchzuf\u00fchren. Die Vision der Forschergruppe f\u00fcr ein weiteres Vorgehen? \u201eUnser Wunsch ist eine Entwicklung von Produkten, die auf Biotensiden basieren, und die eine effektive und umweltfreundliche Bek\u00e4mpfung von \u00d6lkatastrophen leisten k\u00f6nnen\u201c, so die Leiterin der Umweltmikrobiologie der Universit\u00e4t Stuttgart.<\/p>\n\n\n\n<p>Ein aussichtsreicher Punkt, der Anerkennung verdient \u2013 und breite Unterst\u00fctzung. Denn es ist klar: Forschung ben\u00f6tigt neben Zeit f\u00fcr umfassende \u00d6kosystemanalysen vor allem auch finanzielle Ressourcen. \u201eDie Herstellung von Biotensiden ist sehr kostspielig und auch schwierig in der biotechnologischen Umsetzung\u201c, beschreibt Kleindienst. \u201eHier w\u00e4re eine Kooperation mit weiteren Institutionen, die darauf spezialisiert sind, Biotenside im Bioreaktor in gro\u00dfer Menge herzustellen, von gro\u00dfem Interesse.\u201c Ein spannender und entscheidender Ankn\u00fcpfpunkt. Denn neben Klima- und Naturschutz m\u00fcssen Vorsorgema\u00dfnahmen im Falle eines Falles h\u00f6chste Priorit\u00e4t finden.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Kombination aus anwendungsorientierten Themen und Grundlagenforschung ist der Umweltmikrobiologin sehr wichtig: \u201eWir m\u00f6chten herausfinden, wie bestimmte Prozesse funktionieren. Aber nicht nur das. Letztendlich m\u00f6chten wir mit unserer Forschung auch dazu beitragen, das Potenzial f\u00fcr Innovationen in angewandter Forschung und technologischer Entwicklung voll auszusch\u00f6pfen.\u201c Aktuell startet die Gruppe Forschungsarbeiten im Rahmen eines ERC-gef\u00f6rderten Projekts, um die Auswirkungen von Tensiden aus Glyphosatprodukten auf Mikroorganismen und die Umwelt aufzudecken.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>Literatur<\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p>1)<em>&nbsp;<\/em>S. Kleindienst et al. (2015): Using dispersants following oil spills: impacts on the composition and activity of microbial communities. Nature Reviews Microbiology, 13: 388-396<\/p>\n\n\n\n<p>2)<em>&nbsp;<\/em>Lu Lu et al. (2023): Rhamnolipid biosurfactants enhance microbial oil biodegradation in surface seawater from the North Sea. ACS Environmental Science &amp; Technology Water, 19. Juli 2023.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Ausgelaufenes \u00d6l aus Bohrplattformen und Tankern verursacht Umweltverschmutzungen und einen Biodiversit\u00e4tsverlust. 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