U(VI)- und Eu(III)-Immobilisierung durch Pilzmyzel

Actinide und Lanthanide spielen eine wichtige Rolle bei vielen industriellen Anwendungen und können durch den Abbau, die Nutzung und Entsorgung in die Umwelt gelangen. Genaue Kenntnisse über das komplexe Verhalten und die Wechselwirkung dieser Metalle mit der Biosphäre, z. B. mit Bakterien, Pilzen und Pflanzen sind notwendig, um ein mögliches Gefährdungspotential für den Menschen abschätzen und entsprechende Schutzmaßnahmen ergreifen zu können. Darüber hinaus ermöglicht dieses Wissen die Entwicklung biologischer Verfahren zur Entfernung radioaktiver und toxischer Metalle und Schadstoffe aus Abwässern und kontaminierten Böden. Nach den Unfällen in Tschernobyl und Fukushima ist deutlich geworden, dass insbesondere Pilze große Mengen an Radionukliden und Schwermetallen aufnehmen und anreichern können, allerdings sind die zugrundeliegenden Prozesse noch nicht gut verstanden.
Ziel dieser Studie war es die Wechselwirkungen von Myzel ausgewählter holz- und bodenbewohnender Pilze mit Uran und Europium als Analogon für die dreiwertigen Actinide Americium und Curium zu untersuchen. Neben der Bestimmung der Metall-komplexe in den Sorptionslösungen wurden die gebildeten Metall-Pilzspezies mittels Rastertransmissionselektronenmikroskopie gekoppelt mit energiedispersiver Röntgen-mikroanalyse, zeitaufgelöster laser-induzierter Fluoreszenzspektroskopie und chemischer Mikroskopie charakterisiert. Schizophyllum commune zeigte signifikant höhere Metall-Bindungskapazitäten im Vergleich zu den anderen holzbewohnenden Pilzen Pleurotus ostreatus und Lentinus tigrinus sowie zu dem bodenbewohnenden Pilz Leucoagaricus naucinus. Die Metalle werden insbesondere an der Zelloberfläche, in den Zellmembranen und Membranen verschiedener Organellen, aber teilweise auch im Zytoplasma gebunden. Die spektroskopischen Untersuchungen des metallbelasteten Pilzmyzels haben gezeigt, dass Phosphatgruppen verschiedener Biomoleküle neben den Carboxylgruppen eine große Rolle bei der Immobilisierung des Urans und des Europiums durch Pilze spielen.