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Lexikon der Biologie: Biosorption

Biosorption w [von *bio –, latein. absorptio = das Aufsaugen], die Fähigkeit bestimmter Mikroorganismen (Bakterien, Hefen, Pilze, Algen) zur Anreicherung (Akkumulierung) von Schwermetallen und Radionukliden. Die Biosorption dient der Entfernung oder/und Gewinnung von Metallen aus wäßrigen Lösungen (Metallanreicherung). Für die Biosorption sind mindestens zwei Mechanismen verantwortlich: 1) Bindung der positiv geladenen Metall-Ionen an negativ geladene Gruppen der Oberfläche von Mikroorganismen. Dieser Prozeß wird durch verschiedene chemische und physikalische Faktoren beeinflußt. In ähnlicher Weise können oberflächenaktive Polymere (z. B. von marinen Pseudomonas-Arten, Gewinnung von Kobalt, Nickel, Zink usw.) oder andere von Mikroorganismen ausgeschiedene Verbindungen (z. B. Emulsan aus Acinetobacter calcoaceticus RAG-1, Bindung von Uran) mit Metallen Komplexbindungen bilden. Gold- und Platinmetalle können mit Hilfe C-heterotropher Mikroorganismen (Bakterien/Pilze) über organische Komplexverbindungen angereichert werden. 2) Akkumulation der Metalle im Cytoplasma der Zelle. Dieser Vorgang wird nicht durch chemische oder physikalische Faktoren beeinflußt, ist aber von Stoffwechselprozessen (Membrantransport) abhängig und somit an die intakte, lebende Zelle geknüpft. Von Bedeutung ist die Resistenz der Mikroorganismen gegenüber den meist toxischen Schwermetallen. Sie ist meist genetisch bedingt und wird durch Plasmide kontrolliert. Anreicherungen von mehreren Zehnerpotenzen – insbesondere von Radionukliden – sind möglich. Rhizopus arrhizus bindet z. B. ca. 200 mg Uran oder Thorium pro g Trockensubstanz. Die Abtrennung der Metalle von bzw. aus der Biomasse erfolgt durch Desorption oder thermische Zersetzung. Anwendungen bestehen u. a. in der Abwasserbehandlung (Reinigung und gegebenenfalls Rohstoffrückgewinnung, Metallrückgewinnung). mikrobielle Laugung.

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