PCB-Abbau: Isolierung & Bioremediation-Techniken

PCB-Abbau

Einst weit verbreitet, werden polychlorierte Biphenyle oder PCBs nun als hochgiftiger prioritärer Schadstoff eingestuft. PCB-Kontamination ist in ehemaligen Industriegebieten verbreitet und beeinträchtigt die umliegenden Land- und Wasserumgebungen. Die toxische Bedrohung durch PCBs, die in die menschliche Nahrungskette gelangen, unterstreicht die Bedeutung einer effektiven Entfernung. Mikroben, die als PCB-Abbaubakterien wirken, werden aus Boden und Kläranlagen in einem Prozess namens Bioremediation isoliert.

PCB-Abbaubakterien

Wissenschaftler haben bereits Mikroben identifiziert, die weniger giftige PCBs abbauen. Die Forschung zur Isolierung von Stämmen mit größerer Abbaukapazität ist im Gange, wobei der Schwerpunkt hauptsächlich auf aeroben Bakterien aus dem Boden liegt. Verschiedene Pilzarten sind ebenfalls für den Abbau prioritärer Schadstoffe bekannt, einschließlich komplexer, unlöslicher organischer Verbindungen, die von Bakterien möglicherweise unberührt bleiben.

PCB-Abbaul

Der PCB-Abbau beinhaltet die Einführung von Hydroxylgruppen in ein PCB-Molekül durch die Wirkung des Dioxygenase-Enzyms. Die Haftung an Lipidmoleküle wird sequenziell gesenkt, was zu Oxidation und aromatischer Ringspaltung führt. Da diese als die ratenlimitierenden Schritte des Prozesses gelten, wird die Anfälligkeit von PCBs für den Abbau wahrscheinlich zunehmen.

Biphenyle

Biphenyl ist eine potenzielle Kohlenstoffquelle für Bakterien und kann auch Abbauwege induzieren. Darauf basierend werden potenzielle PCB-Abbaubakterien isoliert, indem Bakterienstämme in Medien mit Biphenyl kultiviert wird. Dann wird ein acetoner Spray verwendet, um den Biphenylabbau zu identifizieren, indem die gelbe Verbindung 2-Hydroxy-6-oxo-6-phenyl-hexa-2,4-dienosäure gemessen wird, die als Metabolit produziert wird.

Ligninolytische Enzyme

Mehrere Pilzarten enthalten ligninolytische Enzyme, die in der Lage sind, Lignin abzubauen. Die Messung der Enzymaktivität wird bei der Isolierung von Pilzen angewendet. Pilze, die in Medien mit PCB, Glukose und anderen Mineralien angebaut werden, unterliegen einer Agar-Verdünnung in Gegenwart von Poly R478-Farbstoff. Wissenschaftler glauben, dass der Abbau dieses Farbstoffs durch ligninolytische Enzyme direkt proportional zu dem von PCBs ist, was diesen Prozess zu einem nützlichen Hinweis auf das Abbaupotenzial von Pilzen macht.