Wie Bakterien das Eisenrosten beschleunigen: Das Schicksal der Titanic

Einleitung

Das Kreuzfahrtschiff Titanic wird voraussichtlich in den nächsten 20 Jahren zu einem Haufen Rost verfallen. Die Ursache ist eine neu entdeckte Bakterienart, Halomonas titanicae, die auf den rostigen Überresten lebt. Die Bakterien verursachen nicht das Rosten von Eisen, sondern leben von dem bereits entstandenen Rost. Rost ist die Bildung von Eisenoxid, eine chemische Reaktion, die auf natürliche Weise auftritt. Einige Bakterienarten beschleunigen den Prozess der Rostbildung.

Rostbildung

Die Rostbildung ist ein chemischer Prozess, der in Gegenwart von Eisen, Sauerstoff, Wasser und einer Art Elektrolyt (Salz) stattfindet. Es ist eine vierstufige Reaktion, bei der Eisen (Fe) in Gegenwart von Sauerstoff und Wasser zwei Elektronen abgibt. Sauerstoff (O) nimmt die Elektronen auf, geht eine Bindung mit Eisen ein und bildet Eisenoxid. Die Gesamtreaktion lautet 2Fe + 2H2O + 3O2 → 2Fe2O3 (Rost) + 2H2O.

Rost-Ökosystem

Rost schafft ein mikroskopisches Ökosystem, das zahlreichen Bakterienarten als Zuhause dient. Wissenschaftler identifizierten 27 verschiedene Bakterienarten, die auf den rostenden Überresten der Titanic zwei Meilen unter der Meeresoberfläche leben. Ein übelriechender Schlamm identifiziert oft die Anwesenheit von Bakterien, die Eisenrost bewohnen. Viele Eisen fressende Bakterien produzieren Schwefelnebenprodukte für schwefelmetabolisierende Bakterien, die Schwefelwasserstoff mit einem charakteristischen faulen Eiergeruch freisetzen. Schwefelwasserstoff ist für den üblen Geruch verantwortlich.

Rolle der Bakterien bei der Rostbildung

Bakterien sind nicht direkt für die Bildung von Rost verantwortlich. Allerdings können Bakterien den Rostenprozess von Eisen vorantreiben. Bakterien metabolisieren Eisen als Nahrungsquelle und setzen Eisenoxid als Abfallprodukt frei, was zu Korrosion führt. Bakterien verwandeln Eisenmetall in Eisenoxid. Bakterien verändern auch die Umgebung, in der sie leben. Der Eisenstoffwechsel ist exotherm und gibt Wärmeenergie ab, um chemische Reaktionen einschließlich der Rostbildung zu beschleunigen. Bakterielle Abfälle senken den pH-Wert und schaffen eine saurere Umgebung, in der Rost entstehen kann.

Probleme im Zusammenhang mit Eisenbakterien

Eisenmetabolisierende Bakterien kommen allgemein in Boden, Meer- und Süßwasserlebensräumen vor. Das Wachstum dieser Bakterienarten explodiert oft in Gegenwart einer Eisenquelle. Ein häufiger Bereich von Sorge ist Brunnenwasser, das Eisen enthält. Das Wasser kann einen üblen Geruch und Geschmack haben, wenn Eisenmetabolisierende Bakterien vorhanden sind. Die Bakterien sind nicht gefährlich, wenn sie konsumiert werden. Allerdings ist das Wasser im Allgemeinen unangenehm zu trinken. Das Vorhandensein von orangenfarbenem Schlamm ist ein wichtiger Indikator dafür, dass Eisenbakterien vorhanden sind.