Mikroorganismen im Salzgestein potentieller nukleare Endlager und deren Wechselwirkung mit Actiniden

Die sichere Lagerung von hoch radioaktiven Abfällen über längere Zeiträume in tiefen geologischen Schichten ist eine besondere Herausforderung für unsere Gesellschaft. Unsere Forschungen fokussieren sich darauf, die Migration von Actiniden im Wirtsgestein und das Transportverhalten nach einer möglichen Freisetzung aus dem Endlager zu verstehen, um Risiken bezüglich der Endlagerung nuklearen Abfalls zu reduzieren.

Mikroorganismen, welche in den Wirtsgesteinen vorkommen, können für längere Zeit unter extremsten Bedingungen leben und gegebenenfalls mit den Actiniden in Wechselwirkung treten. Die Wechselwirkungsprozesse sind abhängig von der Art der Population, des jeweiligen Actinids und den vorkommenden geochemischen Bedingungen.

Ziel dieser Arbeitsgruppe ist es, Kenntnisse über die mikrobielle Diversität und Aktivität im Salzgestein, als potentielles Wirtsgestein für die nukleare Endlagerung in Deutschland, zu erhalten und die Rolle dieser Mikroorganismen bei einer möglichen Freisetzung von Aktiniden aus dem Endlager in die Geo- und Biosphäre abschätzen zu können.

Forschungsthemen:

• Untersuchung der mikrobiellen Diversität in Salzgesteinen, welche für die nukleare Endlagerung geeignet sind, mittels molekularbiologischer Methoden (z.B. DNA/RNA Extraktion, 16S rRNA Genanalyse) sowie Anreicherung/Isolierung halophiler Mikroorganismen
• Charakterisierung der Wechselwirkungsmechanismen halophiler mikrobieller Isolate mit Actiniden auf molekularer Ebene. Molekulare Charakterisierung der gebildeten Komplexe durch Verwendung von zeitaufgelöster laserinduzierter Fluoreszenzspektroskopie (TRLFS) und Infrarotspektroskopie (IR). Für die Lokalisierung der an den Zellen gebundenen Actinide wird die Rasterelektronenmikroskopie (REM) in Kombination mit energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDS) verwendet

Aktuelle Projekte:

• Microbiology In Nuclear waste Disposal (MIND)
• Umwandlungsmechanismen in Bentonitbarrieren (UMB)

Gruppenbild MicroSalt

Foto: M. Rietschel

Team:

Dr. Andrea Cherkouk

PostDoc

Dr. Nicole Matschiavelli

PhD students

Miriam Bader: Informationen zur Promotionsarbeit "Wechselwirkung halophiler Mikroorganismen mit Radionukliden"

Madlen Franze

Jennifer Steglich

Ausgewählte Publikationen:

• Bader, M.; Müller, K.; Foerstendorf, H.; Drobot, B.; Schmidt, M.; Musat, N.; Swanson, J.S.; Reed, D.T.; Stumpf, T.; Cherkouk, A. (2017) "Multistage bioassociation of uranium onto an extremely halophilic archaeon revealed by a unique combination of spectroscopic and microscopic techniques" Journal of Hazardous Materials 327 225-232.
• Lopez-Fernandez, M.; Cherkouk, A.; Vilchez-Vargas, R.; Jauregui, R.; Pieper, D.; Boon, N.; Sanchez-Castro, I.; Merroun, M. L. (2015) "Bacterial diversity in bentonites, engineered barrier for deep geological disposal of radioactive wastes" Microbial Ecology 70 922–935.
• Moll, H.; Lütke, L.; Bachvarova, V.; Cherkouk, A.; Selenska-Pobell, S.; Bernhard, G. (2014) "Interactions of the Mont Terri Opalinus Clay isolate Sporomusa sp. MT-2.99 with curium(III) and europium(III)" Geomicrobiology Journal 31 682-696.