Antimonia kierrättävien mikro-organismien etsintä arktisen alueen kaivosjätteestä

Kaivostoiminta tuottaa jätemateriaaleja, joista voi vapautua metalleja ja puolimetalleja ekosysteemeihin. Vaikka nämä (puoli)metallit voivat olla potentiaalisesti arvokkaita resursseja, ne voivat luonnossa aiheuttaa haittaa alueen eliöille. Osa mikro-organismeista kestää (puoli)metalleja ja pystyy elämään voimakkaasti saastuneissa ympäristöissä erityisten aineenvaihduntareittiensä tai resistenssimekanismiensa avulla. Koska tietyt mikrobit pystyvät muuntamaan (puoli)metalleja, kaivosalueiden mikrobiyhteisöt tarjoavat kiinnostavan tutkimuskohteen ja mahdollisuuksia soveltaa niitä esimerkiksi bioremediaatiossa. Tiedoissamme mikrobien ja luonnon elementtien vuorovaikutuksesta saastuneissa, erityisesti äärimmäisissä ympäristöissä kuten arktisilla alueilla, on kuitenkin yhä suuria aukkoja. Tutkimuskohteenamme olleilla kaivosalueilla antimoni (Sb) oli erityisen kiinnostava. Antimoni on kansainvälisesti luokiteltu prioriteettisaasteeksi ja EU:n kriittiseksi raaka-aineeksi. Kaivostoiminta edistää sen vapautumista ympäristöön, minkä vuoksi tarvitaan keinoja Sb:n poistamiseksi ja sen talteenoton kehittämiseksi kaivosjätteestä ympäristöriskien vähentämiseksi. Sb:n bioremediaatiossa voidaan soveltaa esimerkiksi antimoniitin (Sb(III)) hapetusta, joka vähentää myrkyllisyyttä, tai antimonaatin (Sb(V)) pelkistystä ja sen jälkeistä saostusta. Kuitenkin Sb(V)-pelkistävistä mikrobeista tiedetään toistaiseksi vähän.

Tämän väitöskirjan tavoitteena oli tutkia mikro-organismeja, jotka käyttävät Sb:tä osana aineenvaihduntaansa, ja arvioida niiden kykyä immobilisoida Sb:tä keinotekoisesta kaivosvedestä. Työn päätavoitteet olivat: i) arvioida eri arktisten kaivosympäristöjen mikrobiyhteisöjä; ii) rikastaa, eristää ja karakterisoida oletettavasti Sb(V):tä metaboloivia mikrobeja; iii) tutkia Sb(V)-respiroivien bakteerien geeniekspressiota; iv) testata (sub)arktisten mikrobien soveltuvuutta Sb:n talteenottoon; sekä v) viestiä tutkimustuloksista tieteellisesti. Tämä väitöskirja syventää ymmärrystä kaivosalueiden (puoli)metalleja metaboloivista mikrobeista ja tarjoaa uusia mahdollisuuksia arktisen alueen ympäristöhaasteiden ratkaisemiseen.