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Dr. Andrea Cherkouk

Leiterin Tiefe Biosphäre
a.cherkoukAthzdr.de
Tel.: +49 351 260 2989

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Forschergruppe MICRONUC: MICRObial Activity in NUClear waste disposal

Die sichere Lagerung von radioaktiven Abfällen in geologischen Tiefenlagern ist eine große Herausforderung für unsere Gesellschaft. Ein umfassendes Verständnis der Migration von Aktiniden innerhalb des jeweiligen Wirtsgesteins und des Transportverhaltens nach einer möglichen Freisetzung aus dem Endlager sollte dringend erforderlich sein. Schädliche Auswirkungen der radioaktiven Abfälle auf Mensch und Umwelt müssen über einen sehr langen Zeitraum vermieden werden. Mikroorganismen, die im Wirtgestein und Verfüllmaterial vorhanden sind, können unter extremen Bedingungen über einen sehr langen Zeitraum überleben. Ihr Vorhandensein ist von Interesse, weil mikrobielle Prozesse die physikalischen und geochemischen Bedingungen (z. B. pH-Wert, Eh, Freisetzung von Gasen) vor Ort beeinflussen können. Durch ihre Aktivität können die Mikroorganismen auch andere Prozesse beeinflussen, z. B. die Korrosion des Behältermaterials und das Migrationsverhalten der Aktiniden, das durch die direkte oder indirekte Wechselwirkung der Mikroorganismen mit den Aktiniden verursacht wird. Diese Prozesse hängen von der Art der mikrobiellen Population, den Aktiniden und den geochemischen Gegebenheiten ab.

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 Gruppe ist es, die mikrobielle Diversität und ihre Aktivität in den potenziellen Wirtsgesteinen (Tongestein, Salzgestein, kristallines Gestein) und Barrierematerialien (z. B. Bentonit) für die nukleare Entsorgung zu untersuchen und ihre Rolle in Bezug auf die Korrosion von Behältermaterial und die Migration von Aktiniden in der Geo- und Biosphäre zu bewerten.

Forschungsthemen:

  • Untersuchung der mikrobiellen Diversität in potentiellen Wirtsgesteinen und Barrierematerialien mit Relevanz für ein Endlager in Deutschland durch kulturunabhängige (z. B. DNA/RNA-Extraktion, 16S rRNA-Genanalyse) sowie kulturabhängige (Anreicherung und Isolierung von Mikroorganismen) Methoden
  • Mikro- und Mesokosmos-Experimente zur Untersuchung der mikrobiellen Aktivität im Barrierematerial in Abhängigkeit von verschiedenen endlagerrelevanten Bedingungen und deren Auswirkung auf die Korrosion des Behältermaterials
  • Charakterisierung der Wechselwirkungsmechanismen von aus den verschiedenen Wirtsgesteinen und Barrierematerialien isolierten Mikroorganismen mit Aktiniden auf molekularer Ebene durch Anwendung einer Kombination verschiedener Spektroskopieverfahren (z. B. zeitaufgelöste laserinduzierte Fluoreszenzspektroskopie (TRLFS), Infrarotspektroskopie (IR) und Röntgenabsorptionsspektroskopie) und mikroskopischer Techniken wie Rasterelektronenmikroskopie (REM) in Kombination mit energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX).
  • Einsatz von Meta-Omik-Techniken zur Untersuchung metabolischer Netzwerke und des Einflusses der Biosphäre auf das Migrationsverhalten von Radionukliden

Projekte

  • EURAD-MAGIC, NEA/EU-Projekt, Förderkennzeichen: 847593, Laufzeit: 01.06.2019-31.05.2024
  • EURAD-ConCorD, NEA/EU-Projekt, Förderkennzeichen: 847593, Laufzeit: 01.06.2021-31.05.2024
  • UMB-II/BMWi Projekt, Förderkennzeichen: 02E11870B, Laufzeit: 01.01.2021-30.06.2025

Team:

NameGeb./Raum+49 351 260Email
Cherkouk Dr., Andrea801/P3562989
a.cherkoukAthzdr.de
Kluge, Sindy801/P2193194
s.klugeAthzdr.de
Matschiavelli Dr., Nicole801/P3182759
n.matschiavelliAthzdr.de
Wei Dr., Ting-Shyang801/P3182759
t.weiAthzdr.de

Ausgewählte Publikationen:

2024

Numerical modeling and simulation of microbially induced calcite precipitation on a cement surface at the pore scale

Yuan, T.; Cherkouk, A.; Fischer, C.

No signs for microbial influenced corrosion of cast iron and copper in bentonite microcosms after 400 days

Sushko, V.; Dressler, M.; Ting-Shyang Wei, S.; Neubert, T.; Kühn, L.; Cherkouk, A.; Stumpf, T.; Matschiavelli, N.

2023

Europium(III) as luminescence probe for interactions of a sulfate-reducing microorganism with potentially toxic metals

Hilpmann, S.; Moll, H.; Drobot, B.; Vogel, M.; Hübner, R.; Stumpf, T.; Cherkouk, A.

Verknüpfte Publikationen

Presence of uranium(V) during uranium(VI) reduction by Desulfosporosinus hippei DSM 8344T

Hilpmann, S.; Roßberg, A.; Steudtner, R.; Drobot, B.; Hübner, R.; Bok, F.; Prieur, D.; Bauters, S.; Kvashnina, K.; Stumpf, T.; Cherkouk, A.

Verknüpfte Publikationen

2022

Microscopic and spectroscopic bioassociation study of uranium(VI) with an archaeal Halobacterium isolate

Hilpmann, S.; Bader, M.; Steudtner, R.; Müller, K.; Stumpf, T.; Cherkouk, A.

Verknüpfte Publikationen

2021

Bentonite alteration in batch reactor experiments with and without fertilizing agents: implications for the disposal of radioactive waste

Podlech, C.; Matschiavelli, N.; Peltz, M.; Kluge, S.; Arnold, T.; Cherkouk, A.; Meleshyn, A.; Grathoff, G.; Warr, L. N.

Multisystem combined uranium resistance mechanisms and bioremediation potential of Stenotrophomonas bentonitica BII-R7: Transcriptomics and microscopic study

Pinel-Cabello, M.; Jroundi, F.; Lopez Fernandez, M.; Geffers, R.; Jarek, M.; Jauregui, R.; Link, A.; Vílchez-Vargas, R.; Merroun, M. L.

2020

Presence of Bradyrhizobium sp. under continental conditions in Central Europe

Griebsch, A.; Matschiavelli, N.; Lewandowska, S.; Schmidtke, K.

Molecular binding of Eu(III)/Cm(III) by Stenotrophomonas bentonitica and its impact on the safety of future geodisposal of radioactive waste

Ruiz-Fresneda, M. A.; Lopez Fernandez, M.; Martinez-Moreno, M. F.; Cherkouk, A.; Ju-Nam, Y.; Ojeda, J. J.; Moll, H.; Merroun, M. L.

2019

The year-long development of microorganisms in uncompacted Bavarian bentonite slurries at 30 °C and 60 °C

Matschiavelli, N.; Kluge, S.; Podlech, C.; Standhaft, D.; Grathoff, G.; Ikeda-Ohno, A.; Warr, L.; Chukharkina, A.; Arnold, T.; Cherkouk, A.

Association of Eu(III) and Cm(III) onto an extremely halophilic archaeon

Bader, M.; Moll, H.; Steudtner, R.; Lösch, H.; Drobot, B.; Stumpf, T.; Cherkouk, A.

Microbial diversity in an arid, naturally saline environment

Bachran, M.; Kluge, S.; Lopez-Fernandez, M.; Cherkouk, A.

2018

Impact of Haloarchaea on speciation of uranium – a multi-spectroscopic approach

Bader, M.; Rossberg, A.; Steudtner, R.; Drobot, B.; Großmann, K.; Schmidt, M.; Musat, N.; Stumpf, T.; Ikeda-Ohno, A.; Cherkouk, A.

Beteiligte Forschungsanlagen

Verknüpfte Publikationen

Comparative analysis of uranium bioassociation with halophilic bacteria and archaea

Bader, M.; Müller, K.; Foerstendorf, H.; Schmidt, M.; Simmons, K.; Swanson, J. S.; Reed, D. T.; Stumpf, T.; Cherkouk, A.