Giftig arseen in grondwater is een enorm probleem voor meer dan honderd miljoen mensen wereldwijd, vooral in Zuidoost-Aziatische landen zoals Bangladesh en Vietnam. Het arseen komt vrij door de activiteit van micro-organismen. Een team van onderzoekers op het gebied van geomicrobiologie onder leiding van professor Andreas Kappler van de Universiteit van Tübingen heeft nu aangetoond dat deze bacteriën geen voedselbronnen van het aardoppervlak gebruiken, zoals eerder werd aangenomen, maar uit diepe rotslagen. Deze nieuwe kennis over de belangrijkste routes en processen van arseenafgifte zal helpen om toekomstige drinkwaterverontreiniging nauwkeuriger te voorspellen en indien mogelijk te voorkomen. De studie is gepubliceerd in het tijdschrift Milieuwetenschap en -technologie .

In de ondergrond van veel regio's van Zuidoost-Azië zijn grote hoeveelheden arseenhoudende ijzermineralen te vinden. Aquifersedimenten zijn de thuisbasis van gemeenschappen van micro-organismen, die ijzermineralen kunnen oplossen en het giftige arseen kunnen vrijgeven. Om dit te doen, de micro-organismen hebben organisch materiaal nodig als voedsel. "Eerder, er werd aangenomen dat organisch materiaal van het oppervlak - zoals planten of algen uit vijvers en meren - de micro-organismen in staat stelt de arseenhoudende ijzermineralen op te lossen en zo het arseen vrij te geven, " zegt Andreas Kappler. Echter, in veel grondwatersystemen zijn er aanwijzingen dat het organische materiaal niet vanaf het oppervlak doordringt tot in de arseenhoudende lagen.

In de nieuwe studie de Tübingen-wetenschappers, samen met collega's uit Zürich, Karlsruhe en Berlijn, onderzocht de relevante processen in een dorp met met arseen verontreinigd water, in VanPhuc, 15 kilometer ten zuidoosten van Hanoi in Vietnam. Daar, Er werden boorkernen genomen van vers ondergrondmateriaal op een diepte van meer dan 40 meter. Het onderzoeksteam onderzocht hoeveel organisch materiaal er in de diepe gesteentelagen aanwezig was, waar het vandaan kwam, en of de aanwezige micro-organismen het kunnen gebruiken als bron van voedsel en energie. Experimenten in het laboratorium in Tübingen stelden de onderzoekers in staat om de metabolische processen te identificeren die plaatsvinden - en wat de verschillende bacteriën eten.

Oud organisch materiaal uit diepe sedimentlagen

"Het organische materiaal dat van nature in de monsters aanwezig is, lijkt afkomstig te zijn uit oude mangrovebossen. Het werd afgezet en bewaard in de sedimentlagen die arseen bevatten, " zegt Kappler. Micro-organismen gebruiken het blijkbaar als voedselbron, waardoor het arseen vrijkomt in het grondwater. Een vergelijking van de resultaten van de laboratoriumexperimenten met de arseenconcentraties gemeten in het water uit het studiegebied toonde aan dat de microbiële processen, gevoed door organisch materiaal uit diepe lagen, zou de hoge niveaus van arseen in het water kunnen verklaren. De invloed van organisch materiaal van het oppervlak kan veel minder zijn dan eerder werd gedacht.

"We moeten begrijpen welke microbiële processen leiden tot het vrijkomen van arseen en de vervuiling van het water, " zegt professor Kappler, die de studie leidde. De hoofdauteur van de publicatie, Martyna Glodowska, voegt toe:"Het is een cruciale stap in dit proces dat we de voedselbron van de actieve bacteriën in de ondergrond hebben kunnen identificeren."