Der unterirdische Microbial Loop für Nährstoffrecycling in kohlenwasserstoffkontaminierten Grundwasserleitern

Description: Der mikrobielle Abbau Kohlenwasserstoffen findet hauptsächlich am Rand von Schadstofffahnen im Grundwasser statt. Dementsprechend kommt es in diesen Hot-Spots auch zu einem erhöhten Biomassewachstum und erhöhtem Nähstoffverbrauch (P, N). In diesem Projekt wollen wir untersuchen inwiefern mikrobielle Gemeinschaften eine potentielle Limitierung von P und N durch ein Nährstoffrecycling von toter Biomasse (Nekromasse) kompensieren können. Wir werden quantifizieren, inwiefern der Subsurface Microbial Loop zu einem höheren Abbau von Kohlenwasserstoffen führt. Da durch den Abbau von Nekromasse viele verschiedene Stoffe freigesetzt werden, untersuchen wir auch, ob es dadurch zu einer Erhöhung der Biodiversität von Mikroorganismen kommt. Um den Subsurface Microbial Loop und den Anteil der involvierten Mikroorganismen an der Gesamtbiomasse quantifizieren zu können, entwickeln wir eine neue Hochdurchsatzmethode um aktivitäts- und funktionsbasiert Zellen sortieren zu können. Durch die Kopplung von Raman-Mikroskopie mit Microfluidic wird die Funktion von Zellen aufgrund ihrer Inkorporation von stabilen Isotopen identifiziert und quantifiziert. Die Zellen werden dann mit der Microfluidic sortiert und einer molekularen Analyse zur phylogenetischen Identifizierung zugeführt.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Nährstoffrückgewinnung ? Alicyclischer Kohlenwasserstoff ? Kohlenwasserstoff ? Hydrogeologie ? Biologischer Abbau ? Grundwasserleiter ? Hydrochemie ? Limnologie ? Siedlungswasserwirtschaft ? Zelle ? Mikroorganismen ? Grundwasser ? Biomasse ? Hydrologie ? Kreislauf ? Biodiversität ? Gemeinschaftsprojekt ? Inkorporation ? Integrierte Wasser-Ressourcen Bewirtschaftung ? Isotop ? Zellphysiologie ?

Region: Nordrhein-Westfalen

Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Geldgeber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• Universität Duisburg-Essen, Institut für Umweltmikrobiologie und Biotechnologie (UMB) (Betreiber*in)

Time ranges: 2020-01-01 - 2025-06-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: The subsurface microbial loop for nutrient recycling in hydrocarbon-contaminated aquifers
  Description: In polluted aquifers, the highest microbial activity occurs at plume fringes. At these hot spots of biodegradation, the burst in microbial activity leads to a significant increase in biomass concentration but exploits background nutrients over time. In this project, we investigate if the indigenous microbial communities can overcome nutrient-limited conditions at hot spots of biodegradation through the remineralization of nitrogen and phosphorus that are locked up in the dead biomass (necromass). This so-called subsurface microbial loop potentially contributes to establishing a stable microbial ecosystem. We will quantitatively assess the significance of microbial loops for sustained biodegradation of contaminants in groundwater under nutrient-limited conditions. Furthermore, we will quantify the extent of necromass degradation and will evaluate how this alters microbial diversity. We further aim at bringing the single-cell Raman microscopy, and stable isotope probing (SIP) to a next level by developing a high-throughput Raman-activated cell-sorting platform. The activity- or function-based single-cell sorting is based on stable isotope incorporation and micro-fluidics. In combination with molecular analysis, the Raman-activated cell sorting provides quantitative information on the number and phylogenetic identity of the cells involved in the microbial loop and other activities. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1083708

Resources

• Webseite zum Förderprojekt

  https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/434738594 (Webseite)

Status

Aktiv

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