Das Verbundprojekt SysMetEx, an dem sechs Partner aus Deutschland, Finnland, Luxemburg, Schweden und der Schweiz beteiligt sind, beschäftigt sich mit dem Prozess der Metallgewinnung. Bei der mikrobiellen Erzlaugung – dem sogenannten Biomining – werden säureliebende Mikroorganismen genutzt, um Metalle aus sulfidhaltigen Erzen zu gewinnen. Die Auslaugung des Kupfer-Minerals Chalcopyrit (CuFeS2), das die weltweit größte Kupferressource darstellt, wird technisch in Halden durchgeführt und macht etwa 15% der weltweiten Kupferproduktion aus. Derzeit besteht europaweit sowohl ein erhöhter Bedarf an Metallen als auch an umweltfreundlichen Laugungstechniken, um Sulfid-Erze technisch zu nutzen.
Ein kritischer Schritt beim Biomining ist die Zeitverzögerung, die zwischen der Biofilmbildung auf der Mineraloberfläche und der Metallfreisetzung vom Erz auftritt. Da die Anhaftung der einzelnen Zellen und die Bildung des Biofilms in Abhängigkeit variierender physikochemischer Oberflächenphänomene geschehen, stellt die Optimierung der Oberflächenbesiedelung mit acidophilen Mikroorganismen eine essentielle Voraussetzung für das effiziente Biolaugen dar. Bislang klafft jedoch eine große Wissenslücke beim Verständnis von gemischten mikrobiellen Gemeinschaften und ihrer Lebensform als Biofilm in technisch genutzten Halden. Hierbei ist die genaue Analyse des Wechselspiels zwischen den unterschiedlichen acidophilen Spezies auf der zellulären Ebene wesentlich, um den Prozess der Biolaugung zu optimieren.
Im Verbundprojekt SysMetEx wird nun die Biofilmbildung auf Chalcopyrit-Oberflächen für die wichtigsten, moderat thermophilen biolaugenden Bakterien (Acidithiobacillus caldus, Leptospirillum ferriphilum und Sulfobacillus thermosulfidooxidans) mit Methoden der Mikroskopie und Proteomik untersucht. Besondere Merkmale des SysMetEx-Versuchsaufbaus sind dabei definierte mikrobielle Zusammensetzungen und die Kultivierungsbedingungen.Dies ermöglicht die Etablierung und Überprüfung neuer Ansätze zum Messen und Modellieren der Biofilmbildung von Mischpopulationen acidophiler Bakterien. Die erhaltenen Erkenntnisse können so zielgerichtet für die Optimierung des Biomining-Prozesses genutzt werden, um dieses umweltfreundliche Verfahren zur Metallgewinnung attraktiver für Minen-Unternehmen zu machen.
