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Lufreinigung Bodenbakterien beeinflussen die Luftreinigung

| Redakteur: Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Ein internationales Team um Forscher des Max-Planck-Instituts für Chemie hat festgestellt, dass Bakterien in der obersten Bodenschicht beträchtliche Mengen salpetrige Säure (HONO) in gasförmiger Form an die Luft abgeben. Das Gas zerfällt bei Licht rasch in Stickstoffmonoxid und Hydroxylradikale. Letztere reinigen die Luft, weil sie diverse Schadstoffe oxidieren und so beseitigen. Die Erkenntnisse des Forscherteams bieten eine Erklärung, warum in der Atmosphäre mehr HONO gemessen wird, als aus den bekannten Quellen zu erwarten wäre.

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Nicht einmal 1 µm werden die Ammoniak-oxidierenden Bakterien mit ihrer kugeligen oder erdnussförmigen Gestalt groß. Aus trockenen und neutral bis alkalischen Böden geben sie HONO in die Atmosphäre ab.
Nicht einmal 1 µm werden die Ammoniak-oxidierenden Bakterien mit ihrer kugeligen oder erdnussförmigen Gestalt groß. Aus trockenen und neutral bis alkalischen Böden geben sie HONO in die Atmosphäre ab.
(Bild: Mikrobiologie & Biotechnologie/Uni Hamburg)

Mainz – Bereits vor einiger Zeit wiesen Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Chemie nach, dass aus Bodenproben HONO freigesetzt werden kann. Wie nun eine neue Studie des Mainzer Instituts zeigt, geben Bodenbakterien das Gas auch direkt an die Luft ab und beeinflussen damit die Reinigung der Atmosphäre und den globalen Stickstoffkreislauf.

Je saurer der Boden, desto mehr HONO wird abgegeben

„Gemeinsam mit Kollegen haben wir vor zwei Jahren herausgefunden, dass das Gas aus Böden entweicht“, erklärt Ivonne Trebs, Gruppenleiterin am Max-Planck-Institut für Chemie. Die Forscher schlussfolgerten damals, dass der Boden umso mehr HONO freisetzt, je mehr Nitrit-Ionen er enthält und je saurer er ist. Unter diesen Bedingungen bildet sich aus dem Nitrit salpetrige Säure, die gasförmig in die Luft gelangen kann. „Dieser einfache chemische Bildungsweg lag zwar nahe, ist aber bis dahin nicht berücksichtigt worden“, so Ivonne Trebs.

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Robert Oswald und Michael Ermel, Doktoranden bei Ivonne Trebs, vermuteten bereits damals, dass Bakterien im Boden HONO auch direkt freisetzen können. Mikroben, die sich von Ammoniak ernähren und sich daher vor allem in neutralem bis leicht alkalischem Milieu wohl fühlen, sind zwar schon hinlänglich bekannt. Bisher dachten Mikrobiologen und Geoforscher jedoch, sie würden ihr Futter nur zu Nitrit umsetzen, das sich im Boden löst. Dass sie zudem auch Hydrogennitrit produzieren, das sie direkt an die Luft verströmen könnten, brachten dagegen erst die jungen Mainzer Forscher ins Spiel.

Um ihre Vermutung zu überprüfen, untersuchten die Wissenschaftler im Labor Bodenproben von 17 verschiedenen Ökosystemen. Die meisten Erdproben schickten ihnen befreundete Forschungsgruppen aus aller Welt nach Mainz. „Wir haben zum Beispiel Bodenproben von einem rheinhessischen Acker, aber auch aus einer Steinwüste in China und einem Eukalyptuswald in Australien untersucht“, sagt die Umweltwissenschaftlerin Trebs.

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