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Found 17 results.

Teilvorhaben 1: Aufbereitung und biotechnologische Behandlung^Biotechnologische Verwertung und Entsorgung von cellulytischen und ligno-cellulytischen Abfaellen^Teilvorhaben 5: Verfahrensentwicklung zur biologischen Holzimpraegnierung, Teilvorhaben 2: Biotechnologische Entsorgung von Altholz; Entwicklung von Partikelwerkstoffen auf der Basis von Altholz

Die Entsorgung von Altholz und gebrauchten Moebeln ist bereits jetzt ein erhebliches Umweltproblem. In den naechsten Jahren ist mit einem steigenden Anfall zu rechnen. Die stoffliche Nutzung des Altholzes wird jedoch durch den Gehalt an Fremdstoffen stark erschwert. Deshalb ist ein wichtiger Bestandteil der Forschungsarbeiten die mechanische, chemische und biologische Aufbereitung des Holzes, um nach ausgewaehlten Technologien anschliessend Holzwerkstoffe herzustellen. Die technologische Bearbeitung, Pruefung und anwendungstechnische Untersuchung dieser Werkstoffe ist Hauptteil der Forschung. Je nach dem Grad der Belastung des Altholzes wird an zwei Alternativen gearbeitet: 1) Abbau der Schadstoffe durch die Behandlung mit Pilzen und Einsatz des so behandelten Holzes als Rohstoff fuer die Herstellung von Holzwerkstoffen. 2) Bei hoher Belastung bzw unguenstigen Holzeigenschaften des Ausgangsmaterials erfolgt ein vollstaendiger Abbau durch Weissfaeulepilze.

Untersuchungen zur Kinetik des Abbaus aromatischer Problemstoffe mit Weissfaeulepilzen

Ziel dieses Projektes ist es die Rahmenbedingungen fuer einen Einsatz von Weissfaeulepilzen zur Eliminierung von aromatischen Problemstoffen zu untersuchen. Hierzu werden kinetische wie auch physiologische Grunddaten fuer den Abbau von zwei Problemstoffen (Pyren und Pentachlorphenol) untersucht. In diesem Zusammenhang soll auch der Einfluss der Immobilisierung der Organismen auf Traegermaterialien auf den Abbau bzw. die Biotransformation der Problemstoffe ermittelt werden. Die zu ermittelnden kinetischen Daten wie Wachstumsgeschwindigkeit, Sauerstoffzehrung, Stoffumsatzleistung und die Belastbarkeit gegenueber Problemstoffen, ferner die physiologischen Faktoren wie Mediumzusammensetzung, Kultivierungsbedingungen und der Einfluss von Co-Substraten sind fuer eine Auslegung und Bemessung von Anlagen, sowie zur Abschaetzung der Wirtschaftlichkeit von technischen Loesungen zur Altlastensanierung unverzichtbar.

Dekontamination dioxinbelasteter Boeden durch saprophytaere Pilze

Pilze werden immer haeufiger zum Abbau von organischen Umweltgiften wie etwa aromatischen Kohlenwasserstoffen, halogenierten aromatischen Kohlenwasserstoffen, polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) und polychlorierten Biphenylen (PCB) eingesetzt. Dabei haben sich insbesondere Weissfaeulepilze bewaehrt. Diese spielen im Naturhaushalt durch ihre Faehigkeit zum Holzabbau eine wichtige Rolle. Sie weisen ein besonders leistungsstarkes Enzymsystem auf und sind dadurch in der Lage, auch ein breites Spektrum naturfremder organischer Substanzen menschlicher Herkunft - sogenannte Xenobiotika - abzubauen. Um diese holzbewohnenden Pilze zur Sanierung von Boden einsetzen zu koennen, muss in den Boden Substrat wie Holz oder Stroh eingearbeitet werden. Dadurch werden die Weissfaeulepilze zum Wachstum in einem fuer sie fremden Milieu angeregt. Die Untersuchungen zeigen, dass chlorierte Dioxine und chlorierte Furane in unterschiedlichem Masse durch Weissfaeulepilze abgebaut werden. Kein Abbau wurde fuer die Chlorierungsgrade 4-8 fuer die Dioxine wie fuer die Chlorierungsgrade 5-8 fuer die Furane und auch nicht fuer die Kongeneren der 2,3,7,8-Klasse festgestellt. Eine Minderung des TE-Wertes in ng/kg in den beschichteten Holzspaenen wie auch den Dioxin-belasteten Bodenproben ist nach zwoelf Wochen nicht gegeben. Unabhaengig von diesen fuer die TE-WertMinderung bisher nicht greifenden Ergebnissen kann festgestellt werden, dass der beobachtete Dioxin-Abbau weit ueber das hinausgeht, was bis dahin in der Literatur berichtet wurde. Im vorliegenden FE-Verfahren konnte darueber hinaus jedoch der Abbau von mono- bis trichlorierten Dioxinen und mono- bis tetrachlorierten Furanen in zum Teil essentieller Weise erreicht werden.

Teilvorhaben 1: Aufbereitung und biotechnologische Behandlung, Biotechnologische Verwertung und Entsorgung von cellulytischen und ligno-cellulytischen Abfaellen - Teilvorhaben 1: Aufbereitung und mykotechnische Behandlung

Untersuchung, inwieweit Weissfaeulepilze fuer die Entsorgung und das Recycling von Altholz eingesetzt werden koennen mit gleichzeitiger Eliminierung der dort vorhandenen organischen Schadstoffe. Dabei sollen, je nach Art und Grad der Belastung, zwei Alternativen verfolgt werden: 1) Abbau der Schadstoffe durch die Behandlung mit Pilzen und Einsatz des so behandelten Holzes als Rohstoff fuer Herstellung von Holzwerkstoffen. Somit wuerde Sondermuell durch biotechnologische Behandlung in wertvollen Rohstoff umgewandelt. 2) Bei hoher Belastung bzw unguenstigen Holzeigenschaften des Ausgangsmaterials: Vollstaendiger Abbau durch die Weissfaeulepilze. Das Verfahren haette den Vorteil, dass es keinen Deponieraum benoetigt, unter vollstaendig kontrollierten Bedingungen abwasserfrei arbeitet und das Holz weitgehend zu Kohlendioxid und Wasser mineralisiert wird. Der hier vorgestellte Entsorgungsansatz soll Alternativen sowohl zur Sondermuelldeponie als auch zur Sondermuellverbrennung erarbeiten.

Sanierungsbegleitende Untersuchungen zur Stoffbilanz, Metabolitenbildung und der Entstehung von gebundenen Rueckstaendsverfahren zur Reinigung eines mit polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) kontaminierten Bodens

Im Auftrag der Umweltbehoerde Hamburg werden ca. 4.800t Boden, der mit polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) belastet ist, mikrobiologisch saniert. Eine von der Stadt Hamburg beauftragte Firma wendet hierbei ein Off-Site-Weissfaeulepilz-Mietenverfahren mit Pleurotus ostreatus an. In dem wissenschaftlichen Begleituntersuchungsprogramm (WUP) soll der Sanierungserfolg untersucht werden. Vor allem ist die vollstaendige Bilanzierung der Schadstoffe und deren Umwandlungsprodukte, die Entstehung von nicht extrahierbaren Rueckstaenden (bound residues), deren Langzeitverhalten sowie die Entstehung toxischer Abbauprodukte im Sinne einer Gefahrenbewertung von Interesse. Die Untersuchungen erfolgen sowohl an Proben der Sanierungsmieten wie auch in Laborbioreaktoren unterschiedlicher Groessenordnung (100L bis 1L Volumen). Der Einsatz von Bioreaktoren ermoeglicht die Erfassung der PAK in allen Stoffpfaden, so z.B. auch in der Gasphase. Durch den Einsatz von 14C-markierten PAK in 1l-Bioreaktoren kann der Verbleib der Schadstoffe vollstaendig bilanziert werden und die Entstehung von gebundenen Rueckstaenden ist quantifizierbar.

Einsatz von Weissfaeulepilzen - Pilzbioluftfilter zum Abbau von Schadstoffen aus der Abluft

Besonders problematisch ist die Entsorgung von Abluftströmen, die mit relativ geringen Konzentrationen von organischen Stoffen belastet sind, so z. B. die Raumluft von Lackierereien und die Abluft von Verarbeitungsbetrieben in der Kunststoffindustrie. Bisher fehlen noch zufriedenstellende Reinigungsverfahren dafür und die existierenden physikalisch-chemischen Reinigungsmethoden sind besonders bei geringen Luftschadstoffkonzentrationen ineffektiv. Bakterielle Luftfilter und mehrere Verfahren sind seit längerem bekannt: Bei den verschiedenen Arten der Biowäscher werden die in der Gasphase befindlichen Schadstoffe durch Besprengung der Luft mit kleinen Wassertröpfchen in die flüssige Phase überführt, wo sie von Mikroorganismen abgebaut werden. Bei den eigentlichen Biofiltern hingegen wird die mit Schadstoffen belastete Luft durch ein mit Bakterien bewachsenes Substrat geleitet (z. B. Stroh oder Kompost), wobei die Schadstoffe durch die Bakterien absorbiert und abgebaut werden. Außer Bakterien wurden auch Reinkulturen von Pilzen für einen möglichen Einsatz in Biofilteranlagen untersucht. Weißfäulepilze erscheinen aus folgenden Gründen zur biologischen Luftreinigung besonders geeignet: In ihrer natürlichen Umgebung besitzen sie die Fähigkeit Lignin, ein überwiegend aus Phenylpropaneinheiten aufgebautes Makromolekül und nach Cellulose die mengenmäßig wichtigste organische Substanz, abzubauen. Der Abbau des Lignins erfolgt durch ein relativ unspezifisches Enzymsystem, das es den Pilzen ermöglicht, auch viele andere organische Verbindungen und sogar chlorierte, organische Substanzen abzubauen. Weißfäulepilze wurden bereits bei der Dekontamination von Bleichereiabwässern und kontaminierten Böden eingesetzt. Nicht ausreichend untersucht ist hingegen, ob Weißfäulepilze auch xenobiotische, organische Verbindungen aus der Gasphase herausfiltern und abbauen können. Ihre morphologischen Eigenschaften als stark verzweigtes Myzel mit großer Oberfläche lassen sie hierfür besonders geeignet erscheinen. In einem Screening wurden 55 Pilzstämme mit einer Mischung aus leichtflüchtigen Aromaten und mit PCPs begast. Auch einige Braunfäulepilze und Deuteromyceten wurden untersucht, da verschiedene Vertreter dieser beiden Pilzgruppen Lignin abbauen. In weiteren Schritten wurden ausgewählte Pilze verwendet, die bei den Screeningversuchen einen guten Abbau gezeigt hatten und schnellwüchsig waren. Diese wurden auf Abbaufähigkeit von weiteren Xenobiotika (Lösungsmittel, N- und S-haltige Substanzen) untersucht. Außerdem wurden Versuche zur Wachstumsoptimierung durchgeführt. Als Modellsubstanzen für aromatische Verbindungen wurden die aus Herstellung von Farben, Lacken, Kunstharzen, Klebstoffen, Teer, Polyester und anderen Kunststoffen stammenden Ethylbenzol, Styrol, Toluol und Xylol ausgewählt. Bei polychlorierten Phenolen (PCPs) wurde der Abbau von 4-Chlorphenol, verschiedenen Dichlorphenol- und des Trichlorphenols-Isomeren untersucht.....

Entwicklung eines mykologischen Trockenpraeparates fuer den Abbau von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen in Boeden

Zielstellung: Aufgrund ihrer geringen natuerlichen Abbaubarkeit wurden polycyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) in der Vergangenheit im Boden angereichert. Insbesondere auf dem Gelaende ehemaliger Chemiebetriebe, Kokereien, Gas- und Impraegnierwerke sind in den letzten Jahren problematische Altstandorte mit hoher PAK-Belastung erfasst worden. Das auf der toxischen, krebsausloesenden oder mutagenen Wirkung dieser Verbindungen beruhende Gefaehrdungspotential fuer Mensch und Umwelt macht eine umfassende Sanierung kontaminierter Boeden erforderlich. Ziel der Projektbearbeitung war die Entwicklung eines mykologischen Trockenpraeparates fuer den Abbau polycyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe in kontaminierten Boeden oder festen Abfallstoffen. Das Praeparat sollte im Rahmen einer konventionellen biologischen Sanierungstechnik ohne grossen zusaetzlichen Entwicklungsaufwand einsetzbar sein.

Biotechnologische und verfahrenstechnische Modifikation von ein- und mehrjaehrigen Lignocellulosen fuer die Herstellung biologisch abbaubarer Werkstoffe

Wissenschaftliche Zielstellung: Gewinnung verallgemeinerungsfaehiger Erkenntnisse hinsichtlich - Wirkung von Pilzen (Braunfaeulepilze, Weissfaeulepilze) bei der Modifikation ('Aktivierung') mechanisch/thermisch aufgeschlossener Lignocellulosen mittels Feststofffermentation, - Wirkungsmechanismus der Enzyme (insbesondere Laccase, Hemicellulasen, Cellulasen) bei der Aktivierung des Lignins, - Korrelation des Aufschlussverfahrens mit der Wirkung von Pilzen/Enzymen auf die Aktivierung des Lignins, - Einfluss des Aufschlussverfahrens auf die Eigenschaften der Lignocelluloseverbundwerkstoffe, - methodischer Fortschritt auf dem Gebiet der Feststofffermentation, insbesondere Fermentation von Pilzen auf Lignocellulosen, - Gewinnung von Erkenntnissen zum Aufschluss von Lignocellulosen mittels der Mikrowellentechnik im Vergleich zum Steam-Explosionsverfahren (einschliesslich einer Abschaetzung zur prinzipiellen Realisierbarkeit im technischen Massstab). Wirtschaftliche Zielstellung: Die gewonnenen Erkenntnisse sollen nutzbar sein fuer die - Entwicklung von Verfahren zur Herstellung von bindemittelfreien Lignocelluloseverbundwerkstoffen mittlerer bzw. niedriger Dichte, - Entwicklung von bindemittelfreien Verbundwerkstoffen mit hartholz- und/oder kunststoffaehnlichen Eigenschaften durch Hochdruckverdichtung und fuer die, - Optimierung bereits bestehender Verfahren (z.B. Faserplattenherstellung).

Sanierungsbegleitende Untersuchungen zur Stoffbilanz und zur Metabolitenbildung bei der Durchfuehrung eines Weissfaeule-Mietenverfahrens zur Reinigung eines PAK-kontaminierten Bodens

Systematische Untersuchung der Monophenol-Monooxygenasen aus Weissfaeulepilzen: Katalogisierung, Gewinnungsverfahren, Identifizierung und potentielle Anwendungsgebiete

Katalogisierung der verschiedenen Subtypen der Monophenol-Monooxygenasen aus Weissfaeulepilzen. Aufzeigen der Moeglichkeiten zur gezielten Herstellung der beschriebenen Subtypen der Enzyme (Fermentation, Abtrennung, Konzentrierung und Reinigung). Modellierung und Einschaetzung moeglicher technischer Anwendungen hinsichtlich des Aufwandes fuer die Enzymgewinnung anhand der erzielten Ergebnisse.

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