Meeressedimente enthalten schätzungsweise größer als 10^29 mikrobielle Zellen, welche bis zu 2.500 Meter unter dem Meeresboden vorkommen. Mikrobielle Zellen katabolisieren unter diesen sehr stabilen und geologisch alten Bedingungen bis zu einer Million mal langsamer als Modellorganismen in nährstoffreichen Kulturen und wachsen in Zeiträumen von Jahrtausenden, anstelle von Stunden bis Tagen. Aufgrund der extrem niedrigen Aktivitätsraten, ist es eine Herausforderung die metabolische Aktivität von Mikroorganismen unterhalb des Meeresbodens zu untersuchen. Die Transkriptionsaktivität von diesen mikroben kann seit Kurzem metatranskriptomisch untersucht werden, z.B. durch den Einsatz von Hochdurchsatzsequenzierung von aktiv transkribierter Boten-RNA (mRNA), die aus Sedimentproben extrahiert wird. Tiefseetone zeigen ein Eindringen von Sauerstoff bis zum Grundgebirge, welches auf eine geringe Sedimentationsrate im ultra-oligotrophen Ozean zurückzuführen ist. Der Sauerstoffverbrauch wird durch langsam respirierende mikrobielle Gemeinschaften geprägt, deren Zellzahlen und Atmungsraten sehr niedrig gehalten werden durch die äußerst geringe Menge organischer Substanz, die aus dem darüber liegendem extrem oligotrophen Ozean abgelagert wird. Die zellulären Mechanismen dieser aeroben mikroben bleiben unbekannt. Im Jahr 2014 hat eine Expedition erfolgreich Sedimentkerne von sauerstoffangereichertem Tiefseeton genommen. Vorläufige metatranskriptomische Analysen dieser Proben zeigen, dass der metatranskriptomische Ansatz erfolgreich auf die aeroben mikrobiellen Gemeinschaften in diesen Tiefseetonen angewendet werden kann. Wir schlagen daher vor diese Methode mit einem hohen Maß an Replikation, in 300 Proben von vier Standorten, anzuwenden. Dieser Einsatz wird es uns ermöglichen, Hypothesen in Bezug auf zelluläre Aktivitäten unterhalb des Meeresbodens, mit einer beispiellosen statistischen Unterstützung, zu testen.Wir warden den aeroben Stoffwechsel, welcher die langfristige Existenz von Organismen in Tiefseetonen unterstützt, bestimmen, Subsistenzstrategien identifizieren in aeroben und anaeroben Gemeinden unterhalb des Meeresbodens, und extrazelluläre Enzyme und ihr Potenzial für den organischen Substanzabbau charakterisieren. Die folgenden Fragen werden damit beantwortet: Wie das Leben im Untergrund über geologische Zeiträume unter aeroben Bedingungen überlebt? Was die allgegenwärtigen und einzigartigen Mechanismen sind, die langfristiges Überleben in Zellen unter aeroben und anaeroben Bedingungen fördert? Was die Auswirkungen von Sedimenttiefe und Verfügbarkeit von organischer Substanz auf die mikrobielle Produktion von extrazellulären Hydrolasen unter aeroben und anaeroben Bedingungen sind? Dies wird sowohl ein besseres Verständnis dafür liefern, wie mikrobielle Aktivitäten unterhalb des Meeresbodens verteilt sind und was ihre Rolle in biogeochemischen Zyklen ist, als auch wie das Leben über geologische Zeiträume unter extremer Energiebegrenzung überlebt.
Im Falle eines Ausbruchs von Seuchenzügen, z.B. der Vogelgrippe in Niedersachsen wird die Bereitstellung von Flächen zur massenhaften Beseitigung von Tierkörpern unabdingbar. Dabei sind folgende Forderungen zu erfüllen: möglichst geringe Belastung von Grund- und Oberflächenwasser, möglichst vollständige und schnelle Verwesung und möglichst geringe Geruchsbelästigung. Die genannten Ziele sind nicht alle gleichzeitig und in gleichem Umfang zu erreichen. Grundsätzlich kommen zwei Optionen in Frage: Variante 1 Verwesungsoption" und Variante 2 "Barriereoption". Verwesungsoption: Die Standorte gewährleisten eine möglichst schnelle und vollständige Mineralisierung und haben eine lange Verweilzeit des Sickerwassers im Bodenkörper. Risiken für das Grundwasser können nicht vollständig ausgeschlossen werden. Barriereoption: Die Standorte gewährleisten den Schutz des Grundwassers durch eine Barrierewirkung der Standorte. Aufgrund der schlechteren Durchlüftung muss eine längere und unvollständigere Zersetzung in Kauf genommen werden. Außerdem kann es zu temporärem Sickerwasserstau kommen.
Im Falle eines Ausbruchs von Seuchenzügen, z.B. der Vogelgrippe in Niedersachsen wird die Bereitstellung von Flächen zur massenhaften Beseitigung von Tierkörpern unabdingbar. Dabei sind folgende Forderungen zu erfüllen: möglichst geringe Belastung von Grund- und Oberflächenwasser, möglichst vollständige und schnelle Verwesung und möglichst geringe Geruchsbelästigung. Die genannten Ziele sind nicht alle gleichzeitig und in gleichem Umfang zu erreichen. Grundsätzlich kommen zwei Optionen in Frage: Variante 1 Verwesungsoption" und Variante 2 "Barriereoption". Verwesungsoption: Die Standorte gewährleisten eine möglichst schnelle und vollständige Mineralisierung und haben eine lange Verweilzeit des Sickerwassers im Bodenkörper. Risiken für das Grundwasser können nicht vollständig ausgeschlossen werden. Barriereoption: Die Standorte gewährleisten den Schutz des Grundwassers durch eine Barrierewirkung der Standorte. Aufgrund der schlechteren Durchlüftung muss eine längere und unvollständigere Zersetzung in Kauf genommen werden. Außerdem kann es zu temporärem Sickerwasserstau kommen.
Die Verwendung von Pikrinsäure (2,4,6-Trinitrophenol) als Sprengstoff hat zu bedeutenden Umweltbelastungen geführt. Die Toxizität der Pikrinsäure (PA) und dessen mutagenes Reduktionsprodukt 2-Amino-4,6-Dinitrophenol schafft ein wirtschaftliches Interesse, die großen Mengen an PA in Altlasten und Abwasserströmen mikrobiologisch zu entfernen. Die Basis für die geplanten Arbeiten sind Bakterien der Gattungen Nocardioides und Rhodococcus, die über Reduktion des aromatischen Ringes und Bildung eines Hydrid-Meisenheimer (H-Pikrat) Komplexes PA als alleinige Stickstoffquelle verwenden. Zwei Enzyme aus Nocardioides simplex übertragen H von NADPH auf PA unter Bildung des H-Pikrat Komplexes. Teile der für den PA-Abbau vermeintlichen genetischen Information aus Rhodococcus opacus HL PM-1 wurden mit der Differential-Display-Technik gefunden. Ziel ist es, die Gene und Genfunktionen des gesamten PA-Abbauweges zu identifizieren und zu charakterisieren, sowie die biochemischen Kenntnisse zu vertiefen. Dies ist entscheidend für die Entwicklung von Systemen zur Entfernung von PA und für die Erschließung von neuartigen Degradationssystemen für TNT.
Um die Eutrophierung von Oberflaechengewaessern zu verhindern, ist in der Schweiz Phosphat in Waschmitteln seit 1986 verboten. Ein Phosphatersatzstoff ist Nitrilotriacetat (NTA). Da NTA in grossen Mengen (nicht nur via Waschmittel) ins Abwasser gelangt, ist sein biologischer Abbau von primaerer Bedeutung. NTA wird durch Bakterien als Wachstumssubstrat verwendet und zu Biomasse, CO2 und NH4+ umgewandelt. In unserem Labor werden eine Reihe von NTA-abbauenden Bakterien isoliert, taxonomisch charakterisiert und die am Abbau von NTA beteiligten Enzyme isoliert. Das Wachstumsverhalten und die Regulation des Abbauverhaltens von NTA-verwertenden Bakterien wird sowohl im Labor als auch in Klaeranlagen (mit Hilfe von Immunofluoreszenzmarkierung und Diffusionskammern) untersucht. Die Resultate sollen die Voraussage des Abbaus von NTA in verschiedenen Oekosystemen erlauben, und Grundlagenwissen zum Abbau von Schadstoffen allgemein soll erarbeitet werden.
Mit Schreiben vom 29.07.2025 beantragte das Kommunalunternehmen des Landkreis Rhön-Grabfeld eine abfallrechtliche Plangenehmigung nach § 35 Abs. 3 Satz 1 Nr. 2 KrWG für Maßnahmen zur Ertüchtigung der Gaserfassung und Gasbehandlungsanlage im Rahmen einer aeroben In-Situ Stabilisierung auf der Deponie Nordheim. Die zukünftige Gasbehandlung soll mittels eines technisch biologischen Methanoxidationsfensters erfolgen. Die beantragte Maßnahme stellt eine wesentliche Änderung der Deponie dar. Dabei wird beabsichtigt, den Abbau der vorhandenen organischen Substanz zu beschleunigen und das dabei entstehende Methan (enthalten im Deponiegas) in Kohlenstoffdioxid und Wasser aerob umzusetzen. Dies soll durch die Errichtung eines technisch biologischen Methanoxidationsfensters (tbMOF) mit aerober In-Situ-Stabilisierung der Deponie in Anlehnung an § 25 DepV erfolgen. Ziel der Maßnahme ist es zudem, im Hinblick auf die Deponiegasbildung eine Verkürzung des Nachsorgezeitraums zu ermöglichen. Dabei sind Umbaumaßnahmen an der Gaserfassung vorgesehen, welche das Umrüsten des Gasbrunnens S1 zu einem Lufteintragsbauwerk, das Umrüsten des Gasbrunnens S2 mit Gasbrunnenkopf sowie die Stilllegung und Neuverlegung der Gasabsaugleitungen umfassen. Zudem sind der Rückbau der vorhandenen Kompaktanlage (Fackel und Gasverdichter) und die Errichtung einer neuen Gasverdichterstation vorgesehen. Errichtet werden soll ein technisch biologisches Methanoxidationsfeld, welches zukünftig als passiv wirksame technische Einheit zur biologischen Behandlung der anfallenden Deponiegase dienen soll. Für das Änderungsvorhaben ist eine allgemeine Vorprüfung durchzuführen, die feststellt, ob für das Vorhaben im Einzelfall eine Umweltverträglichkeitsprüfung erforderlich ist (§ 35 Abs. 3 Satz 1 Nr. 2 KrWG, § 9 Abs. 2 Satz 1 Nr. 2, Abs. 4, § 7 Abs. 1 UVPG i.V.m. Nr. 12.2.1 Spalte 1 der Anlage 1 zum UVPG). Dabei handelt es sich um eine überschlägige Prüfung unter Berücksichtigung der Kriterien der Anlage 3 zum UVPG, bei der festgestellt werden soll, ob das Änderungsvorhaben gegenüber dem bestehenden Grundvorhaben zusätzliche oder andere erhebliche nachteilige Auswirkungen haben kann, die nach § 25 Abs. 2 UVPG bei der Zulassungsentscheidung zu berücksichtigen wären. Die allgemeine Vorprüfung hat ergeben, dass das Änderungsvorhaben keiner Umweltverträglichkeitsprüfung zu unterziehen ist, da durch das Änderungsvorhaben keine erheblichen nachteiligen Umwelteinwirkungen zu besorgen sind.
Die Hochwald Foods GmbH verarbeitet als genossenschaftlich strukturiertes Unternehmen die von den bäuerlichen Anteilseignern gelieferte Rohmilch. Am Standort in Hünfeld betreibt das Unternehmen eine Produktionsstätte für Käseprodukte. Als Nebenprodukt bei der Käseherstellung fallen große Mengen Molke an, die bisher als Tierfutter oder als Nahrungsergänzungsmittel genutzt wurde. Um eine höherwertige Verwertung z.B. als Zusatz in Säuglingsnahrung, zu erreichen, wurde in Hünfeld ein neues Demineralisierungs- und Trockenwerk gebaut. Dieses erreicht hohe Demineralisierungsgrade und ist das erste Werk dieser Art in Deutschland. Die aus diesem Werk anfallenden, hoch organisch belasteten und stark salzhaltigen Abwasserströme konnten nicht wie bisher die Abwässer der Käseproduktion der kommunalen Kläranlage zugeführt werden. Daher wurde eine Industrieabwasserreinigungsanlage (IAR) geplant, gebaut und parallel zum Demineralisierungs- und Trockenwerk in Betrieb genommen. Es fallen pro Tag ca. 2300 Kubikmeter Abwasser an, mit hohen Belastungen an chemischem Sauerstoffbedarf (CSB), Phosphor, Chlorid und Kalium. Das Abwasseraufkommen verteilt sich etwa gleich auf vier Teilströme, organisch gering belastete Abwässer, organisch hoch belastete Abwässer und überwiegend mineralisch belastete Abwässer aus dem Trockenwerk sowie einen Teilstrom aus der Käseproduktion. Zur zielgerichteten Behandlung werden diese in separaten Leitungen der IAR zugeführt. Die Behandlung erfolgt in den Verfahrensschritten: Elektrodialyse; Reduzierung der Chloridfracht um 1/3 und der Kaliumfracht um 2/3 gegenüber dem Ausgangswert, das entspricht einer Eliminationsleistung von min. 2.200 Kilogramm Chlorid pro Tag bzw. 1.600 Kilogramm Kalium pro Tag Flotation ungelöster Stoffe Anaerobe Abwasserbehandlung; CSB- Abbau, Erzeugung von Biogas als Wertstoff aus einem salzreichen Substrat MAP- Fällung; Entfernung von Phosphor und Erzeugung von Magnesiumammoniumphosphat als Wertstoff Aerobe Abwasserbehandlung in SBR- Reaktoren; weitergehende P- und N- Elimination in einem salzreichen Substrat Die Teilströme, die hohe Konzentrationen an anorganischen Salzen enthalten, werden der Elektrodialyse zugeführt, wobei die Ionen über monovalente Membranen aufkonzentriert und ausgeschleust werden. Die Trockenwerksabwässer, die stark mit organischen Verbindungen (Molkeprotein, ungelöste Stoffe) verunreinigt sind, werden der Flotationsanlage zugeführt, in der unter Zuhilfenahme von Flockungsmitteln ein Teil des CSB sowie Schwebstoffe entfernt werden. Im Wesentlichen wird die Flotation im Sinne einer Fettabscheidung betrieben. Das aus der Flotation ablaufende Wasser wird anschließend dem anaerob arbeitenden R2S- Reaktor zugeführt, in dem der überwiegende Teil der Organik abgebaut wird. Dann wird das Abwasser der MAP-Fällstufe zugeführt, wobei vorgesehen ist, das ausgefällte Magnesiumammoniumphosphat als Wertstoff zu vermarkten. Der Ablauf der MAP-Fällstufe wird anschließend im Belebungsverfahren aerob weiterbehandelt. Dabei kommen zwei SBR- Reaktoren (Sequencing Batch Reaktor) zum Einsatz, die wechselseitig beschickt werden. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, mittels Nachfällung weitere Phosphorverbindungen zu eliminieren. Die Eliminationsleistung von Phosphor beträgt über 99,5 Prozent, die gute Eliminationsleistung der organischen Belastung ist über die über 99-prozentige Minderung des chemischen Sauerstoffbedarfs ersichtlich. Diese erstmalig angewendete Technikkombination kann außer bei weiteren Molkedemineralisierungs- und trockenwerken auch zu Minderung von Gewässerbelastungen durch Abwassereinleitungen in anderen Branchen zum Einsatz kommen, die durch hohe organische Frachten als auch hohen Frachten an einwertigen Ionen gekennzeichnet sind. Als Beispiele sind die Zucker- bzw. Bioethanol- und die Lederherstellung zu nennen. Branche: Nahrungs- und Futtermittel, Getränke, Landwirtschaft Umweltbereich: Wasser / Abwasser Fördernehmer: Hochwald Foods GmbH Bundesland: Hessen Laufzeit: 2014 - 2016 Status: Abgeschlossen
Silagen sind weltweit die wichtigsten Futtermittel und Substrate für die Biogas-Erzeugung; allerdings sind sie durch aeroben Verderb gefährdet. Der Verderb kann durch die Temperatur, durch den pH-Wert und den CO2-Austritt erkannt werden. Allerdings hängen sowohl das grundlegende Verständnis und die Möglichkeit der Verlustminderung von den Kenntnissen der komplexen Zusammenhänge zwischen Mikrobiologie, pflanzlicher Zusammensetzung sowie von biochemischen, chemischen und physikalischen Zusammenhängen ab. In dem geplanten Projekt (i) sollen die wechselseitigen Effekte der Pufferkapazität auf den Silierungsprozess durch die Bestimmung der Hysterese der pH-Wert-Veränderung der drei Substratpflanzen (Mais, Weidelgras, Luzerne) während der Silierung und der Entnahmephase untersucht werden; (ii) eine neue in situ Methode für die CO2-Freisetzung auf der Basis der beiden Diffusionsgesetze entwickelt werden; (iii) durch die Aufzeichnung der Silage-Temperatur, -pH-Werte und CO2-Freisetzung unter Variation der Untersuchungsbedingungen ein mathematisches Modell (Courtin-Spoelstra-Modell) weiter entwickelt und validiert werden, das zur Vorhersage des aeroben Verderbs von Silagen entwickelt wurde. Schließlich sollen (iv) durch die Quantifizierung der Zusammenhänge geprüft werden, welcher Indikator (Temperatur, pH-Wert, CO2-Freisetzung) am sichersten für den aeroben Verderb und den Abbau der Milchsäure genutzt werden kann. Die Evaluierung der Punkt-Methode nach Flieg in allen Experimenten wird eine Bestätigung der Nutzbarkeit dieser Vorgehensweise zur Bestimmung der Silagequalität zulassen, nachdem auch die Pufferkapazität der Silage als substanzieller Kenntniszuwachs hierin integriert wurde.
Azofarbstoffe stellen die mengenmaessig wichtigste Klasse an Farbstoffen dar. Jaehrlich werden mehrere hunderttausend Tonnen dieser Farbstoffe produziert und fuer die Faerbung von Papier, Leder, Textilien und anderen Artikeln verwendet. Die meisten industriell eingesetzten Azofarbstoffe enthalten neben der Azobindung 1-3 Sulfonsaeuregruppen und sind unter aeroben Bedingungen biologisch nicht abbaubar. Im Institut fuer Mikrobiologie wird daher versucht, eine Spaltung der Azobindung durch anaerobe Reduktion zu erreichen und diese anaerobe Vorbehandlung mit einem nachfolgenden aeroben Abbau der entstandenen sulfonierten Aminoaromaten zu verbinden. Hierdurch konnte an verschiedenen Modellverbindungen eine Mineralisierung sulfonierter Azofarbstoffe gezeigt werden. Die Kopplung der anaeroben und aeroben Verfahren wurde einerseits mit immobilisierter Biomasse in einem Bioreaktor oder mit suspendierten Zellen durch einen zweistufigen Anaerob/aerob-Prozess erreicht. Die Steigerung der anaeroben Reduktionsraten durch die Zugabe von redoxaktiven Chinonen wird derzeit eingehend untersucht, mit dem Ziel, die Raum-Zeit-Ausbeuten bei dem anaeroben Reduktionsprozess zu erhoehen. Des weiteren wird versucht, die Faehigkeit einiger hochgradig adaptierter Bakterien zur aeroben Reduktion von Azofarbstoffen zu nutzen, indem die Azoreduktasen kloniert und mittels genetischer Techniken fuer den Abbau industriell relevanter Azofarbstoffe optimiert werden sollen.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 149 |
| Kommune | 1 |
| Land | 11 |
| Weitere | 2 |
| Wissenschaft | 79 |
| Zivilgesellschaft | 7 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 149 |
| Text | 4 |
| Umweltprüfung | 2 |
| unbekannt | 4 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 7 |
| Offen | 150 |
| Unbekannt | 1 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 152 |
| Englisch | 11 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Bild | 1 |
| Datei | 2 |
| Dokument | 3 |
| Keine | 128 |
| Webseite | 26 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 108 |
| Lebewesen und Lebensräume | 142 |
| Luft | 89 |
| Mensch und Umwelt | 158 |
| Wasser | 132 |
| Weitere | 158 |