Forschergruppe MICRONUC: MICRObial Activity in NUClear waste disposal
Die sichere Lagerung von radioaktiven Abfällen in geologischen Tiefenlagern ist eine große Herausforderung für unsere Gesellschaft. Ein umfassendes Verständnis der Migration von Aktiniden innerhalb des jeweiligen Wirtsgesteins und des Transportverhaltens nach einer möglichen Freisetzung aus dem Endlager sollte dringend erforderlich sein. Schädliche Auswirkungen der radioaktiven Abfälle auf Mensch und Umwelt müssen über einen sehr langen Zeitraum vermieden werden. Mikroorganismen, die im Wirtgestein und Verfüllmaterial vorhanden sind, können unter extremen Bedingungen über einen sehr langen Zeitraum überleben. Ihr Vorhandensein ist von Interesse, weil mikrobielle Prozesse die physikalischen und geochemischen Bedingungen (z. B. pH-Wert, Eh, Freisetzung von Gasen) vor Ort beeinflussen können. Durch ihre Aktivität können die Mikroorganismen auch andere Prozesse beeinflussen, z. B. die Korrosion des Behältermaterials und das Migrationsverhalten der Aktiniden, das durch die direkte oder indirekte Wechselwirkung der Mikroorganismen mit den Aktiniden verursacht wird. Diese Prozesse hängen von der Art der mikrobiellen Population, den Aktiniden und den geochemischen Gegebenheiten ab.
Mikroorganismen, welche in den Wirtsgesteinen vorkommen, können für längere Zeit unter extremsten Bedingungen leben und gegebenenfalls mit den Actiniden in Wechselwirkung treten. Die Wechselwirkungsprozesse sind abhängig von der Art der Population, des jeweiligen Actinids und den vorkommenden geochemischen Bedingungen.
Ziel dieser Gruppe ist es, die mikrobielle Diversität und ihre Aktivität in den potenziellen Wirtsgesteinen (Tongestein, Salzgestein, kristallines Gestein) und Barrierematerialien (z. B. Bentonit) für die nukleare Entsorgung zu untersuchen und ihre Rolle in Bezug auf die Korrosion von Behältermaterial und die Migration von Aktiniden in der Geo- und Biosphäre zu bewerten.
Forschungsthemen:
- Untersuchung der mikrobiellen Diversität in potentiellen Wirtsgesteinen und Barrierematerialien mit Relevanz für ein Endlager in Deutschland durch kulturunabhängige (z. B. DNA/RNA-Extraktion, 16S rRNA-Genanalyse) sowie kulturabhängige (Anreicherung und Isolierung von Mikroorganismen) Methoden
- Mikro- und Mesokosmos-Experimente zur Untersuchung der mikrobiellen Aktivität im Barrierematerial in Abhängigkeit von verschiedenen endlagerrelevanten Bedingungen und deren Auswirkung auf die Korrosion des Behältermaterials
- Charakterisierung der Wechselwirkungsmechanismen von aus den verschiedenen Wirtsgesteinen und Barrierematerialien isolierten Mikroorganismen mit Aktiniden auf molekularer Ebene durch Anwendung einer Kombination verschiedener Spektroskopieverfahren (z. B. zeitaufgelöste laserinduzierte Fluoreszenzspektroskopie (TRLFS), Infrarotspektroskopie (IR) und Röntgenabsorptionsspektroskopie) und mikroskopischer Techniken wie Rasterelektronenmikroskopie (REM) in Kombination mit energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX).
- Einsatz von Meta-Omik-Techniken zur Untersuchung metabolischer Netzwerke und des Einflusses der Biosphäre auf das Migrationsverhalten von Radionukliden
Projekte
- EURAD-MAGIC(1), NEA/EU-Projekt, Förderkennzeichen: 847593, Laufzeit: 01.06.2019-31.05.2024
- EURAD-ConCorD(2), NEA/EU-Projekt, Förderkennzeichen: 847593, Laufzeit: 01.06.2021-31.05.2024
- UMB-II/BMWi Projekt, Förderkennzeichen: 02E11870B, Laufzeit: 01.01.2021-30.06.2025
Team:
Name | Geb./Raum | +49 351 260 | |
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Cherkouk Dr., Andrea | 801/P356 | 2989 | a.cherkouk![]() |
Kluge, Sindy | 801/P219 | 3194 | s.kluge![]() |
Matschiavelli Dr., Nicole | 801/P318 | 2759 | n.matschiavelli![]() |
Wei Dr., Ting-Shyang | 801/P318 | 2759 | t.wei![]() |
Ausgewählte Publikationen:
2024
Numerical modeling and simulation of microbially induced calcite precipitation on a cement surface at the pore scale
Yuan, T.(3); Cherkouk, A.(4); Fischer, C.(5)
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Advances in Water Resources (2024), 104761
DOI: 10.1016/j.advwatres.2024.104761(6)
No signs for microbial influenced corrosion of cast iron and copper in bentonite microcosms after 400 days
Sushko, V.; Dressler, M.; Ting-Shyang Wei, S.(7); Neubert, T.; Kühn, L.; Cherkouk, A.(8); Stumpf, T.(9); Matschiavelli, N.(10)
-
Chemosphere (2024)
DOI: 10.1016/j.chemosphere.2024.143007(11)
2023
Europium(III) as luminescence probe for interactions of a sulfate-reducing microorganism with potentially toxic metals
Hilpmann, S.(12); Moll, H.(13); Drobot, B.(14); Vogel, M.; Hübner, R.(15); Stumpf, T.(16); Cherkouk, A.(17)
Verknüpfte Publikationen
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Data publication: Europium(III) as luminescence probe for interactions of a …
ROBIS: 37168(18) HZDR-primary research data are used by this (Id 37162) publication -
Data publication: Europium(III) as luminescence probe for interactions of a …
RODARE: 2357(19) HZDR-primary research data are used by this (Id 37162) publication
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Ecotoxicology and Environmental Safety 264(2023), 115474
DOI: 10.1016/j.ecoenv.2023.115474(20)
Cited 1 times in Scopus
Presence of uranium(V) during uranium(VI) reduction by Desulfosporosinus hippei DSM 8344T
Hilpmann, S.(21); Roßberg, A.; Steudtner, R.(22); Drobot, B.(23); Hübner, R.(24); Bok, F.(25); Prieur, D.(26); Bauters, S.(27); Kvashnina, K.(28); Stumpf, T.(29); Cherkouk, A.(30)
Verknüpfte Publikationen
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Data publication: Presence of uranium(V) during uranium(VI) reduction by …
ROBIS: 34974(31) HZDR-primary research data are used by this (Id 34911) publication
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Science of the Total Environment 875(2023), 162593
DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.162593(32)
Cited 6 times in Scopus
2022
Microscopic and spectroscopic bioassociation study of uranium(VI) with an archaeal Halobacterium isolate
Hilpmann, S.(33); Bader, M.; Steudtner, R.(34); Müller, K.(35); Stumpf, T.(36); Cherkouk, A.(37)
Verknüpfte Publikationen
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Data publication: Microscopic and spectroscopic bioassociation study of …
ROBIS: 33002(38) HZDR-primary research data are used by this (Id 33000) publication
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PLOS ONE 17(2022)1, e0262275
DOI: 10.1371/journal.pone.0262275(39)
Cited 5 times in Scopus
2021
Bentonite alteration in batch reactor experiments with and without fertilizing agents: implications for the disposal of radioactive waste
Podlech, C.; Matschiavelli, N.(40); Peltz, M.; Kluge, S.; Arnold, T.(41); Cherkouk, A.(42); Meleshyn, A.; Grathoff, G.; Warr, L. N.
-
Minerals 11(2021), 932
DOI: 10.3390/min11090932(43)
Cited 8 times in Scopus
Multisystem combined uranium resistance mechanisms and bioremediation potential of Stenotrophomonas bentonitica BII-R7: Transcriptomics and microscopic study
Pinel-Cabello, M.; Jroundi, F.; Lopez Fernandez, M.(44); Geffers, R.; Jarek, M.; Jauregui, R.; Link, A.; Vílchez-Vargas, R.; Merroun, M. L.
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Journal of Hazardous Materials 405(2021), 123858
DOI: 10.1016/j.jhazmat.2020.123858(45)
Cited 38 times in Scopus
2020
Presence of Bradyrhizobium sp. under continental conditions in Central Europe
Griebsch, A.; Matschiavelli, N.(46); Lewandowska, S.; Schmidtke, K.
-
Agriculture 10(2020)10, 446
DOI: 10.3390/agriculture10100446(47)
Cited 8 times in Scopus
Molecular binding of Eu(III)/Cm(III) by Stenotrophomonas bentonitica and its impact on the safety of future geodisposal of radioactive waste
Ruiz-Fresneda, M. A.; Lopez Fernandez, M.(48); Martinez-Moreno, M. F.; Cherkouk, A.(49); Ju-Nam, Y.; Ojeda, J. J.; Moll, H.(50); Merroun, M. L.
-
Environmental Science & Technology 54(2020), 15180-15190
DOI: 10.1021/acs.est.0c02418(51)
Cited 16 times in Scopus
2019
The year-long development of microorganisms in uncompacted Bavarian bentonite slurries at 30 °C and 60 °C
Matschiavelli, N.; Kluge, S.; Podlech, C.; Standhaft, D.; Grathoff, G.; Ikeda-Ohno, A.; Warr, L.; Chukharkina, A.; Arnold, T.; Cherkouk, A.
-
Environmental Science & Technology 53(2019)17, 10514-10524
DOI: 10.1021/acs.est.9b02670(52)
Cited 18 times in Scopus
Association of Eu(III) and Cm(III) onto an extremely halophilic archaeon
Bader, M.; Moll, H.(53); Steudtner, R.(54); Lösch, H.; Drobot, B.; Stumpf, T.(55); Cherkouk, A.(56)
-
Environmental Science and Pollution Research 26(2019), 9352-9364
DOI: 10.1007/s11356-019-04165-7(57)
Cited 13 times in Scopus
Microbial diversity in an arid, naturally saline environment
Bachran, M.; Kluge, S.; Lopez-Fernandez, M.; Cherkouk, A.
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Microbial Ecology 78(2019)2, 494-505
DOI: 10.1007/s00248-018-1301-2(58)
Cited 31 times in Scopus
2018
Impact of Haloarchaea on speciation of uranium – a multi-spectroscopic approach
Bader, M.; Rossberg, A.; Steudtner, R.; Drobot, B.; Großmann, K.; Schmidt, M.; Musat, N.; Stumpf, T.; Ikeda-Ohno, A.; Cherkouk, A.
Beteiligte Forschungsanlagen
- Rossendorf Beamline an der ESRF DOI: 10.1107/S1600577520014265(59)
Verknüpfte Publikationen
- DOI: 10.1107/S1600577520014265(60) is cited by this (Id 28021) publication
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Environmental Science and Technology 52(2018)21, 12895-12904
DOI: 10.1021/acs.est.8b02667(61)
Cited 16 times in Scopus
Comparative analysis of uranium bioassociation with halophilic bacteria and archaea
Bader, M.; Müller, K.; Foerstendorf, H.; Schmidt, M.; Simmons, K.; Swanson, J. S.; Reed, D. T.; Stumpf, T.; Cherkouk, A.
-
PLOS ONE 13(2018)1, e0190953
DOI: 10.1371/journal.pone.0190953(62)
Cited 27 times in Scopus
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