{"id":46790,"date":"2026-05-22T11:14:54","date_gmt":"2026-05-22T09:14:54","guid":{"rendered":"https:\/\/www.dbu.de\/moe-fellowship\/30015-563\/"},"modified":"2026-05-22T11:15:02","modified_gmt":"2026-05-22T09:15:02","slug":"30015-563","status":"publish","type":"moe-fellowship","link":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/moe-fellowship\/30015-563\/","title":{"rendered":"Biologische Laugung von wertvollen Elementen aus Erzen und Abf\u00e4llen mit acidophilien Bakterien in Gegenwart von Chlorid"},"content":{"rendered":"<p>Biologische Laugung von wertvollen Elementen aus Erzen und Abf\u00e4llen<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">\u00a0<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">Als Ziel dieses Projektes sollten acidophile Bakterien zur biologischen Laugung von wertvollen Elementen aus armen Erzen und Tailings (R\u00fcckstand nach der Flotation von Kupferschiefer) eingesetzt werden. Dabei gilt es, geeignete Tailings zu finden und Bakterien einzusetzten, die den Prozess der Biolaugung durchf\u00fchren k\u00f6nnen. Bei der Biolaugung handelt es sich um die Gewinnung von Metallen durch die Aktivit\u00e4t von Metallsulfid oxidierenden Bakterien. Bei der gro\u00dftechnischen Haldenlaugung ist die biologische Laugung nicht gef\u00e4hrlich f\u00fcr die Umwelt, wenn der Standort vom Grundwassersystem abgeschnitten ist. Jedoch verbraucht dieser Prozess gro\u00dfe Mengen an reinem Wasser, das in vielen Teilen der Welt, beispielsweise in Chile, knapp ist (Bitran et. al., 2011). Hier wird der Wasserbedarf, der bei der biologischen Laugung anf\u00e4llt, zu einem echten Problem. Aufgrund dieser Tatsache ist ein aussichtsreicher und vielversprechender Ansatz die biologische Laugung von Metallen in Gegenwart von Chlorid durch Chlorid tolerante acdidophile Bakterien. Laugungsbakterien sind bekannt daf\u00fcr, sensitiv auf Chlorid zu reagieren. Wenn jedoch die Anpassung der Bakterien an erh\u00f6hte Chlorid-Konzentrationen, wie sie beispielsweise im Meerwasser vorkommen (\u00983,5% NaCl), erfolgreich ist (Lin &#038; Brown, 1993), kann Meerwasser als Grundlage f\u00fcr die Laugungsl\u00f6sung verwendet werden. Sogar wenn es nicht gelingt, die Bakterien an ein 3,5%iges Kochsalzniveau zu adaptieren, l\u00e4ge der gro\u00dfe Vorteil in der Einsparung von mindestens 50% des Reinwassers durch die Mischung mit Salzwasser.<br \/>Die Resistenz gegen\u00fcber Chlorid spielt bei der biologischen Laugung mit Bakterien eine wichtige Rolle. Der Hauptgrund dabei ist das Ersetzen von Trinkwasser mit Meerwasser bei der Haldenlaugung in Chile. Derzeit sind die F\u00e4higkeiten von Bakterien mit Chlorid umzugehen, sehr begrenzt. In polnischem und deutschem Kupferschiefer ist viel Carbonat enthalten (Piestrzynski, 1996). Deshalb muss der Kupferschiefer vor der Biolaugung anges\u00e4uert werden. Wird dies mit H2SO4 durchgef\u00fchrt, entsteht Gips, der als passivierende Schicht den Laugungsprozess behindern kann (Kutschke et al., 2015). Dieses Problem kann durch Ans\u00e4uern mit HCl vermieden werden. Unter diesen Bedingungen muss jedoch die Adaption der Laugungsbakterien an erh\u00f6hte Chlorid-Konzentrationen erfolgen. Eine erfolgreiche Adaption bietet eine Perspektive f\u00fcr neuartige Biolaugungsversuche. <\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">Methoden:<\/p>\n<ul>\n<li>Erstes Animpfen der Chlorid resistenten Bakterien<\/li>\n<li>DNA-Isolation und 16S PCR<\/li>\n<li>Ans\u00e4uerung der Flotation Tailings<\/li>\n<li>Extraktion der Organik<\/li>\n<li>Zweiter Kultivierungsversuch der Chlorid resistenten Bakterien<\/li>\n<li>Probennahme des Grubenwassers &#038; Animpfen<\/li>\n<li>Probennahme der Flotation Tailings<\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align:justify;\">Der beste Weg zur Gewinnung Chlorid resistenter Bakterien ist die Isolierung von St\u00e4mmen aus der nat\u00fcrlichen Umgebung. Thiobacillus prosperus wurde aus zwei verschiedenen Stellen in Europa isoliert, der Volcano Island in Italien und der Insel Milos in Griechenland (Huber &#038; Stetter, 1989; Davis-Belmar et. al., 2008). Die Gewinnung von Konsortien aus Vulcano Island kann dazu beitragen, neue Chlorid resistente St\u00e4mme zu finden und diese f\u00fcr die biologische Laugung unter Laborbedingungen einzusetzen. Sollte die Anreicherung Chlorid resistenter St\u00e4mme nicht erfolgreich sein, k\u00f6nnte Thiobacillus prosperus als Bakterienstamm bei der Deutschen Stammsammlung f\u00fcr Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ) bestellt und im empfohlenen Kulturmedium gez\u00fcchtet werden. Jedoch ist davon auszugehen, dass dieser Laborstamm weniger resistent gegen\u00fcber Schwermetallen, vor allem Kupfer ist, als Umweltisolate.<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">Die Flotation Tailings, die in diesem Projekt verwendet wurden, haben hohe pH Werte. Der pH muss f\u00fcr die biologische Laugung mit acidophilen Bakterien eingestellt werden. Wie oben bereits diskutiert, gibt auch die M\u00f6glichkeit Salzs\u00e4ure anstelle von Schwefels\u00e4ure zur Ans\u00e4uerung zu verwenden, um die Pr\u00e4zipitation von Gips zu vermeiden. Salzs\u00e4ure ist zudem billiger als Schwefels\u00e4ure und w\u00e4re deswegen besser f\u00fcr eine Anwendung der Biolaugung im Labor-bzw. Pilotma\u00dfstab geeignet. Widerum ist hier ist der Einsatz Chlorid resistenter St\u00e4mme von wichtiger Bedeutung.<br \/>Der Prozess der Adaptierung von Laugungsbakterien an erh\u00f6hte Chlorid-Konzentrationen kann kompliziert und langwierig sein. Deswegen ist es n\u00f6tig, Bakterien aus Habitaten zu gewinnen, die sich dadurch kennzeichnen, dass erh\u00f6hten Salz-, Eisen-, und Schwermetallkonzentrationen, sowie niedrige pH Werte vorherrschen. Es ist davon auszugehen, dass Umweltisolate die Resistenzen \u00fcber lange Zeit entwickelt haben und optimal an ihr Habitat angepasst sind. Bei Laborst\u00e4mmen k\u00f6nnen bestimmte F\u00e4higkeiten (z.B. die Toleranz gegen\u00fcber Schwermetallen), die bei der biologischen Laugung wichtig sind, schnell verloren gehen.<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">Bitr\u00e1n E., Rivera P., Villena M., 2011. Water Management Problems in the Copiap\u00f3 Basin Chile. Faculty of Engineering &#038; Science, Universidad Adolfo Ib\u00e1\u00f1ez, Chile.<br \/>Crundwell, F.K., 2003. How do bacteria interact with minerals? Hydrometallurgy 71, 75\u009681.<br \/>Davis-Belmar C.S., Nicolle J. Le C., Norris P.R., 2008. Ferrous iron oxidation and leaching of copper ore with halotolerant bacteria in ore columns. Hydrometallurgy 94, 144-147.<br \/>Huber H., Stetter K.O., 1989. Thiobacillus sp. nov., represents a new group of halotolerant metal-mobilizing bacteria isolated from a marine geothermal field. Microbiology 151, 479-485.<br \/>Kutschke S., Gu\u00e9zennec A.G., Hedrich S., Schippers A., Borg G., Kamrat A., Gouin J., Giebner F., Schopf S., Schl\u00f6mann M., Rahfeld A., Gutzmer J., D\u0092Hugues P., Pollmann K., Dirlich S., Bod\u00e9nan F., 2015. Bioleaching of Kupferschiefer blackshale \u0096 A review including perspectives of the Ecometals project. Min. Eng. 79, 169-175.<br \/>Lin J., Brown C.W, 1993. Near-IR Spectroscopic Measurement of Sea Water Salinity. Environmental Science &#038; Technology 27, 1611-1615.<br \/>Piestrzynski A. i inni, 1996. Monografia KGHM Polska Miedz S.A (KGHM Polska Miedz S.A. Monography). Wydawnictwo PROFIL, Lubin.<br \/>Vera M., Schippers A., Sand W., 2013. Progress in bioleaching: fundamentals and mechanisms of bacterial metal sulfide oxidation-part A. Appl. Microbiol. Biotechnol. 97, 7529-7541.<br \/>Watling H.R., 2006. The bioleaching of sulphide minerals with emphasis on copper sulphides- A review. Hydrometallurgy 84, 81-108.<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">\u00a0<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">\u00a0<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Biologische Laugung von wertvollen Elementen aus Erzen und Abf\u00e4llen \u00a0 Als Ziel dieses Projektes sollten acidophile Bakterien zur biologischen Laugung von wertvollen Elementen aus armen Erzen und Tailings (R\u00fcckstand nach der Flotation von Kupferschiefer) eingesetzt werden. Dabei gilt es, geeignete Tailings zu finden und Bakterien einzusetzten, die den Prozess der Biolaugung durchf\u00fchren k\u00f6nnen. 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