Grundvattenborrning i VanPhuc, Vietnam. Kredit:University of Tübingen
Giftig arsenik i grundvattnet är ett stort problem för mer än hundra miljoner människor världen över, särskilt i sydostasiatiska länder som Bangladesh och Vietnam. Arseniken frigörs av mikroorganismers aktivitet. Ett team av forskare inom området geomikrobiologi ledd av professor Andreas Kappler från universitetet i Tübingen har nu visat att dessa bakterier inte använder matkällor från jordens yta, som tidigare antagits, men från djupa lager av sten. Denna nya kunskap om de viktigaste vägarna och processerna för arsenikfrisättning kommer att hjälpa till att mer exakt förutsäga framtida dricksvattenföroreningar och förhindra det om möjligt. Studien har publicerats i tidskriften Miljövetenskap och teknik .
Stora mängder arsenikhaltiga järnmineraler kan hittas i underjorden i många regioner i Sydostasien. Akvifersediment är hem för samhällen av mikroorganismer, som kan lösa upp järnmineraler och frigöra den giftiga arseniken. Att göra detta, mikroorganismerna behöver organiskt material som föda. "Tidigare, man antog att organiskt material från ytan – som växter eller alger från dammar och sjöar – gör det möjligt för mikroorganismerna att lösa upp de arsenikhaltiga järnmineralerna och därmed frigöra arseniken, säger Andreas Kappler. i många grundvattensystem finns det indikationer på att det organiska materialet inte tränger ner från ytan till de arsenikhaltiga lagren.
I den nya studien, Tübingen-forskarna, tillsammans med kollegor från Zürich, Karlsruhe och Berlin, undersökte de relevanta processerna i en by med arsenikförorenat vatten, i VanPhuc, 15 kilometer sydost om Hanoi i Vietnam. Där, borrkärnor togs av färskt undergrundsmaterial från djup över 40 meter. Forskargruppen undersökte hur mycket organiskt material som fanns i de djupa berglagren, var den kom ifrån, och om de närvarande mikroorganismerna skulle kunna använda den som en källa till mat och energi. Experiment utförda i laboratoriet i Tübingen gjorde det möjligt för forskarna att identifiera de metabola processer som äger rum – och vad de olika bakterierna äter.
Gammalt organiskt material från djupa sedimentlager
Sediment från en grundvattenbrunn i VanPhuc, Vietnam:Det mörka organiska materialet, härstammar från före detta mangroveskogar, bevarades i sedimenten. Detta organiska material används av bakterier som en källa till energi och mat, lösa upp järnmineraler som också innehåller arsenik. Kredit:University of Tübingen
"Det organiska materialet som finns naturligt i proverna verkar härstamma från gamla mangroveskogar. Det avsattes och bevarades i de sedimentlager som innehåller arsenik, " säger Kappler. Mikroorganismer använder uppenbarligen det som matkälla, därigenom släpper arseniken ut i grundvattnet. En jämförelse av resultaten från laboratorieförsöken med de uppmätta arsenikhalterna i vattnet från studieområdet visade att de mikrobiella processerna, drivs av organiskt material från djupa lager, kunde förklara de höga halterna av arsenik som finns i vattnet. Inverkan av organiskt material från ytan kan vara mycket mindre än man tidigare trott.
"Vi måste förstå vilka mikrobiella processer som leder till utsläpp av arsenik och förorening av vattnet, säger professor Kappler, som ledde studien. Publikationens huvudförfattare, Martyna Glodowska, tillägger:"Det är ett avgörande steg i denna process att vi har kunnat identifiera näringskällan för de aktiva bakterierna i underytan."
