Microbial transformations of arsenic and antimony in Northern natural peatlands treating mine waste waters

Microbial transformations of arsenic and antimony in Northern natural peatlands treating mine waste waters - funded by Academy of Finland

This project targets microbially mediated transformations of arsenic (As) and antimony (Sb) in peatlands treating mine wastewaters. Arsenic and antimony are potentially toxic metalloids and major contaminants in process- and drainage-based wastewaters of the Kittilä gold mine in Finnish Lapland. Treatment peatlands are used to purify those wastewaters prior to their release into downstream waters. Microbial transformations of arsenic and antimony (including oxidation, reduction and detoxification) crucially affect the retention of those contaminants in the peatland. However, those processes are not well resolved to date. Thus, in the project, potential of the different transformation processes will be estimated and the identity of the microbial key players will be determined. Moreover, possible toxic effects of arsenic and antimony on the microbial community in the treatment peatlands will be assessed. The combined results will allow for the development of a conceptual model to resolve interactions between contaminants and the peatlands and estimate long-term risks."
 

In Finnish: Arseenin ja antimonin mikrobiologia kaivosvesien puhdistuskenttinä käytetyillä luonnonsoilla

Tämä projekti keskittyy arseenin (As) ja antimoniin (Sb) liittyviin mikrobiologisiin prosesseihin kaivosjätevesiä käsittelevissä kosteikoissa. Arseeni ja antimoni ovat mahdollisesti myrkyllisiä haita-aineita ja tärkeitä saasteita esim. Kittilän kultakaivoksen jätevesissä. Kosteikot käytetään jätevesien puhdistajina, ennen kuin vedet päästetään luonnonvesiin. Arseeniin ja antimoniin liittyvät mikrobiologiset prosessit (esim. hapetus ja pelkistäminen) vaikuttavat näiden haita-aineiden pidättämiseen. Tähän menessä nämä prosessit ovat melko tuntemattomia kosteikoissa. Siksi tässä projektissa eri prosessien potentiaalit estimoidaan ja pyritään tunnistamaan tärkeimmät prosesseihin liittyviä mikrobeja. Sen lisäksi arseenin ja antimonin mahdolliset myrkylliset vaikutukset mikrobiyhteisöön arvioidaan. Tulokset hyödynnetään haita-aineiden ja kosteikkopuhdistamohen vuorovaikutuksen mallintamisessa ja pitkäaikaisten riskien arvioinnissa.

Used tools and methods:

  • on-site monitoring of important parameters like redox potential, pH, temperature, arsenic and antimony concentrations
  • incubation studies to study arsenate/antimonate oxidation and arsenite/antimonite reduction potentials
  • quantification of arsenic/antimony-metabolizing microorganisms by quantitative PCR (qPCR)
  • next generation sequencing (Ion Torrent) of structural gene markers to identify microorganisms involved in arsenic and antimony turnover
  • biogeochemical modelling of wetland processes using HYDRUS

Co-operation:

 

Last updated: 30.11.2015