Arseen is een toxine dat nu veel voorkomt in rivieren en grondwater in landen als Bangladesh en Vietnam. Het komt vrij door de activiteit van micro-organismen. Toch was het lange tijd onduidelijk wat de micro-organismen aten om het arseen vrij te maken. Een team van geomicrobiologen onder leiding van professor Andreas Kappler van de Universiteit van Tübingen heeft aangetoond dat de microben arseenhoudende sedimenten afbreken met organische verbindingen uit diepe lagen als voedsel, weerlegden theorieën dat de brandstof voor hun activiteit werd getrokken uit planten of algen op het oppervlak. Nu heeft het team ook aangetoond dat naast de organische materialen in de sedimenten, methaangas is een belangrijke voedselbron voor de bacteriën en speelt ook een sleutelrol bij het vrijkomen van arseen. Dit nieuwe mechanisme dat verantwoordelijk is voor de mobilisatie van arseen kan de verhoogde concentratie van arseen in veel watervoerende lagen verklaren en zal helpen om toekomstige verontreiniging van het drinkwater nauwkeuriger te voorspellen. De studie is gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Communicatie Aarde &Milieu .

Arseenhoudende ijzermineralen die oorspronkelijk uit de Himalaya komen, zijn tegenwoordig te vinden in de ondergrondse sedimenten van veel rivierdelta's in Zuidoost-Azië. Deze waterhoudende sedimenten herbergen verschillende verzamelingen van micro-organismen waarvan werd gedacht dat ze verantwoordelijk waren voor het oplossen van de ijzermineralen en het vrijkomen van arseen. "Na onze vorige studie, we namen aan dat ze hun metabolisme en groei laten verlopen via organisch materiaal in de sedimenten, " zegt doctoraal onderzoeker Martyna Glodowska, hoofdauteur van de huidige studie.

Hoge concentratie aardgas

De wetenschappers van Tübingen, samenwerken met internationale collega's, een met arseen verontreinigd grondwatersysteem in VanPhuc onderzocht, een dorp 15 kilometer ten zuidoosten van Hanoi in Vietnam. "Daar hebben we grote concentraties van het broeikasgas methaan waargenomen - in sommige gevallen in zulke hoge concentraties dat het methaan zelfs uit het naar de oppervlakte gebrachte water borrelde, " zegt Andreas Kappler. Methaan is het hoofdbestanddeel van het aardgas dat wordt gebruikt als energiebron in huishoudens en in de industrie. "Dat bracht ons op het idee dat het ook als energiebron zou kunnen worden gebruikt door de arseen-mobiliserende micro-organismen, ', zegt Glodowska.

Experimenten in het laboratorium in Tübingen - waarbij methaan werd toegevoegd aan sedimentmonsters uit Vietnam - stelden de onderzoekers in staat om die theorie te bewijzen. "Door dit te doen, ontdekten we een nieuw mechanisme dat leidt tot de mobilisatie van arseen, " zegt Kappler. "Methaan geproduceerd door andere micro-organismen in de ondergrond lijkt de mobilisatie van arseen te stimuleren door methaan-etende en mineraaloplossende bacteriën, " hij voegt toe.

Een vergelijkende analyse van andere waterhoudende grondlagen wereldwijd onthulde dat veel van hen grote hoeveelheden methaan bevatten en een grote overvloed aan bacteriën die het produceren of gebruiken. "Daarom zou de mobilisatie van arseen door methaanoxiderende micro-organismen een belangrijk mechanisme kunnen zijn in de verontreiniging van grondwater met arseen op veel plaatsen in de wereld, Kappler zegt. "We moeten nu begrijpen hoe overvloedig deze bacteriën zijn in arseen-ijzer-mineraalhoudende grondwatersystemen, " Professor Kappler zegt. Martyna Glodowska voegt toe:"Het is een cruciale stap dat we zowel methaan als voedselbron hebben geïdentificeerd als de micro-organismen die het proces van arseenafgifte in het grondwater bemiddelen."