Das Projekt "Ueber die Herkunft von Ammonium im Wasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität des Saarlandes, Fachrichtung Medizinische Mikrobiologie und Hygiene durchgeführt. In einigen Veroeffentlichungen der letzten Jahre wird die Bildung von Ammonium aus Nitrat in Frage gestellt. Wir haben aus je einer Erd- und Talsperrensedimentprobe 60 verschiedene Staemme von nitratammonifizierenden Bakterien erhalten. Von den Bakterien, die unter anaeroben Bedingungen aus Nitrat Ammonium bilden, sind diejenigen zu trennen, die Nitrat unter Bildung von N2 oder N2O denitrifizieren. Verschieden von beiden Prozessen ist die Ammoniumbildung aus organischen, stickstoffhaltigen Verbindungen (Ammonifikation). Nitratammonifizierende Bakterien koennen auch Nitrit und teilweise Hydroxylamin unter anaeroben Bedingungen reduzieren. Sowohl bei der Denitrifikation als auch bei der Nitratammonifikation kann aus organischer Substanz Ammonium gebildet werden.
Das Projekt "Einfluss von Herbiziden fuer den Getreide- und Ruebenbau auf die Stickstoff-Metabolik im Boden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Institut für Bodenkunde durchgeführt. Es wird der Einfluss von Bodenherbiziden auf die Stickstoff-Metabolik im Boden untersucht. Da bekannt ist, dass die Sorption und die Aktivitaet der Herbizide sehr stark von der organischen Substanz des Bodens beeinflusst wird, ist die Klaerung dieser Frage von Bedeutung. Die Wirkung der verwendeten Herbizide soll hinsichtlich der Mineralisierung des organisch gebundenen Stickstoffs untersucht werden, insbesondere, welche Enzymsysteme bei der Ammonifikation, Nitrifikation, Denitrifikation und bei der Bindung (asymbiontisch) von atmosphaerischem Stickstoff beeinflusst werden. Speziell untersuchte Enzyme im Boden: Urease und Nitrogenase. Verwendete Herbidzide und Biozide: Carbendazim, Phenoxalin, Diallat, Terbutryn, Chlortoluron, Simazin, Phenmedipham, Lenacil, Dinoseb-Acetat, Captafol, Pyrazon, Methabenzthiazuron. Ferner: N-Serve, Dicyandiamid, p-Benzochinon, u.a. Boeden: Pelosol, Podsol, Parabraunerde, Schwarzerde, Marschboden.
Das Projekt "Stickstoffdynamik in Komposten und bei der Anwendung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Forschungsschwerpunkt 04, Arbeitsbereich Abfallwirtschaft und Stadttechnik durchgeführt. Die Frage nach den Risiken einer Kompostanwendung gewinnt aufgrund des steigenden Kompostaufkommens zunehmend an Bedeutung. Eine intensive Kompostnutzung koennte beispielsweise durch hohe Dosierungen oder lange Anwendungszeitraeume zu einer Auswaschung von Nitrat in das Grundwasser fuehren. Die Beurteilung der Komposte hinsichtlich ihres Auswaschungspotentials stellt ein Problem dar. Die Gesamtstickstoffgehalte sind nicht aussagekraeftig, da Stickstoff im Kompost nur zu geringem Teil in loeslicher Form vorliegt. Er ist groesstenteils in der mikrobiellen Biomasse und in Huminstofffraktionen gebunden und wird nach der Kompostaufbringung langsam und unkalkulierbar in die loesliche Form ueberfuehrt. Ziel des Projektes ist es, die Naehrstoffdynamik waehrend der Kompostierung bzw. der Vergaerung zu erfassen. Der Schwerpunkt wird hierbei auf den Stickstoff gelegt. Es sollen aber auch Kalium und Phosphor Beruecksichtigung finden. Weiterhin werden Moeglichkeiten zur Erzeugung von anwendungsgerechten Komposten mit definierten Naehrstoffzusammensetzungen und -gehalten fuer verschiedene Einsatzgebiete wie Duengung oder Erosions- und Verschlaemmungsschutz untersucht. Als Ausgangssubstrate fuer die Forschungsarbeiten kommen diverse Modellbioabfaelle zum Einsatz. Die Abfallbehandlungen werden in 100 L-Bioreaktoren mit regulierbarer Substrattemperatur und Belueftung durchgefuehrt. Zur Charakteristik und Bilanzierung der Naehrstoffumsetzungen werden die vorhandenen sowie die entstehenden stickstoffhaltigen Komponenten in der Gasphase, im Sickerwasser sowie in der Feststofffraktion erfasst. Weiterhin erfolgt eine Analyse der relevanten Kalium- und Phosphorverbindungen. Zur Erarbeitung von Steuerungsmoeglichkeiten fuer die Naehrstoffzusammensetzung im Kompost werden der Einfluss von Struktur und Zusammensetzung des Abfalls sowie von verschiedenen Betriebsparametern wie der Belueftung, der Temperatur, dem pH-Wert und dem Feuchtegehalt des Substrates untersucht. Der Bioabfall wird waehrend der biologischen Behandlung einer Vielzahl von Umsetzungen unterzogen. Fuer die Erzeugung von Qualitaetskomposten kristallisierte sich die Ammonifikation als besonders bedeutsam heraus. Bei dieser Reaktion werden Ameisensaeuren zu Ammonium/Ammoniak umgesetzt. Der Ammoniakaustrag ueber die Gasphase kann in Abhaengigkeit vom pH-Wert des Substrates und der Belueftungsrate variiert werden. Das im Feststoff verbleibende Ammonium wird weiter mikrobiell umgesetzt.
Das Projekt "Gross ammonification, gross nitrification and N net mineralization in temperate forest soils at low temperatures (amoni)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Bodenphysik durchgeführt. The temperature dependency of N turnover at low soil temperatures is poorly known. In the past, N mineralization in temperate forest soils at low soil temperatures in the dormant season was often considered negligible, which is questioned by recent findings. Here, we will study rates of in situ N net mineralization throughout a full year in a beech and a spruce forest ecosystem to quantify the relevance of winterly processes at the annual scale. In laboratory experiments with undisturbed soil samples at constantly low temperatures (+8, +5, +2, -1, -4 °C) we will investigate the temperature dependency of gross ammonification, gross nitrification and immobilization in different soil horizons from both sites using the 15N dilution technique. To test the hypothesis that substrate quantity and quality influence the temperature dependency of these processes, different substrates (NH4 in case of gross nitrification; glycine, proline and 2,6-pyridindicarbonic acid in case of gross ammonification) will be added. Temperature dependencies will be quantified using the Arrhenius equation. The results of this project will be of special relevance when predicting effects of future climate change on the N cycle in forest soils.
Das Projekt "Messung des Umsatzes natuerlicher organischer N-Speicherformen im Boden und dessen Beeinflussung durch agrartechnische Massnahmen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Institut für Bodenkunde durchgeführt. Der organisch gebundene Stickstoff ist relativ fest in die organische Substanz des Bodens inkorporiert, so dass nur ein geringer Prozentsatz des N-Anteils (1-3 Prozent) mineralisiert wird pro Vegetationsperiode. Bestimmung und Vorhersage der Menge des pflanzenverfuegbaren Stickstoffs ist ein ungeloestes Problem. Eine Methode zur Fraktionierung aller organischen N-Speicherformen ist erarbeitet. Es sollen Umsatzmessungen im Boden (vor allem Bebruetungsversuche) durchgefuehrt werden, die alle Teilschritte des N-Umsatzes (Ammonifikation, Nitrifikation, Denitrifikation, NH4-Fixierung, NO3-Assimilation, N2-Bindung, N-Immobilisierung) umfassen (bei Zugabe von organischen N-Duengern und Nitrifikationshemmern). Es interessieren nicht nur der Umsatz, sondern auch die Steuerung und Geschwindigkeit in Abhaengigkeit vom Substrat.
Das Projekt "Stickstofftransformation in Grünlandböden und deren Auswirkungen auf die N2O-Freisetzungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Fachbereich 08 Biologie, Chemie und Geowissenschaften, Institut für Pflanzenökologie (Botanik II) durchgeführt. Die wichtigsten mikrobiellen N-Transformationen in Böden sind Mineralisation (Ammonifizierung), Nitrifikation und Denitrifikation. Pflanzen und die mikrobielle Biomasse nehmen Stickstoff vornehmlich in mineralischer Form (Ammonium, Nitrat) auf. Zur Abschätzung der Verfügbarkeit von mineralischem N in Böden ist insbesondere die Kenntnis der Bruttoumsatzraten der simultan ablaufenden N-Umsatzprozesse entscheidend. Aktuelle Arbeiten zielen darauf ab diese Bruttoumsatzraten unter Feldbedingungen unter Einsatz des stabilen Isotops 15N zu ermitteln. Daran gekoppelt sind die Untersuchungen hinsichtlich der Abschätzung der Bildungsprozesse von Lachgas (N2O) im Boden. Ergebnisse zeigen, dass N2O im Jahresverlauf vorwiegend durch den Prozess der Denitrifikation (Nitratreduktion) erfolgt. Die Bildung von N2O im Bodenprofil liegt, nicht wie üblicherweise angenommen im Oberboden, sondern in Tiefen unterhalb der Hauptwurzelzone (kleiner 25 cm).
Das Projekt "Energieautarke Kläranlage mit Deammonifikation Im Rahmen des Förderschwerpunktes 'Energieeffiziente Abwasseranlagen'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Trinkwasser- und Abwasserzweckverband Oderaue durchgeführt. Das Ziel des Projektes besteht in der Steigerung der Gesamtgasmenge und damit der Gesamtstrom und -wärmeerzeugung sowie in der Reduktion des Stromverbrauchs und des Klärschlammanfalls. Erreicht werden soll dieses durch die Umrüstung der Belebungsanlagen auf ein Adsorptionsbelebungsverfahren (AB-Verfahren) sowie die Nutzung der Deammonifikation für die Elimination des Stickstoffs in der Belebung und im Schlammwasser. Die Kläranlage Eisenhüttenstadt wurde ursprünglich für 99 000 Einwohner und einer Abwasserrohlast von knapp 6 000 kg BSB5 pro Tag ausgelegt. 1997 wurde eine Schlammstabilisierung in Betrieb genommen und 2002 wurde die Anlage um eine Schlammfaulung (ausgelegt für 132 000 Einwohner) erweitert. Heute garantiert das Klärwerk die Abwasserentsorgung von 50 000 Einwohnern, die Belastung bezüglich CSB-Fracht liegt bei 35 000 EW. Die Umsetzung des Vorhabens demonstriert die Machbarkeit einer energieautarken Kläranlage dieser Größenordnung ohne zusätzliche Aufnahme von Biomasse (Co-Fermentation) und legt somit die Basis für eine grundsätzliche Übertragbarkeit auf einen nennenswerten Anteil der ca. 2000 Anlagen in Deutschland. Der innovative Charakter des Vorhabens besteht in der Kombination des AB-Verfahrens mit dem Verfahren der D
Das Projekt "Deutsch-israelische Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Aquakultur - Teilprojekt AGL1/V: Optimierung von Biofiltern in intensiv bewirtschafteten Aquakulturanlagen unter besonderer Beruecksichtigung der mikrobiellen Bildung und Entfernung von Nitrat" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Meereskunde durchgeführt. Zur Optimierung von Biofiltern in intensiv bewirtschafteten Fischzuchtanlagen sollen Untersuchungen zum Nitratumsatz erfolgen. In bisherigen Systemen kommt es haeufig zu einer fuer Fische schaedlichen Nitrat-, Ammonium- sowie Nitrat- Anreicherung. Dies deutet auf eine unvollstaendige Nitrifikation, eine Ammonifikation u. eine eingeschraenkte Denitrifikation hin. Zur Klaerung der Prozesse sollen Laboruntersuchungen zu physikalisch, wasserchemisch u. mikrobiologischen Veraenderungen erfolgen sowie die Reaktion der Nitrifizierer verfolgt werden. Die Ergebnisse sind dann auf die Aquakulturanlage in Israel zu uebertragen. Zusaetzlich soll vor Ort dem Problem der human- u., falls moeglich, fisch-pathogenen Bakterien nachgegangen werden. Zeitgleich sind Bestimmungen des israelischen Counterparts zur Nitratentfernung geplant. Eine Kontrolle Fische schaedigender wasserchemischer u. mikrobiologischer Bedingungen ist speziell in ariden Klimaten unumgaenglich u. ergibt sich zusaetzlich aus den Grenzwerten, die fuer abgeleitetes Brauchwasser bestehen.
Das Projekt "Untersuchung des biochemischen Bodenzustandes sowie der Wurzel- und Blattphysiologie als Indikatoren fuer die Belastung von Waldoekosystemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie, Forstbotanisches Institut durchgeführt. Auf den insgesamt 10 im Rahmen des Gesamtprogramms eingerichteten Beobachtungsflaechen sollen waehrend der drei Jahre folgende Parameter im Verlauf der Vegetationszeit untersucht werden: 1. Aktivitaet von ausgewaehlten Bodenenzymen; 2. Ligninabbau und Transformation von Lignin in Bodenbiomasse; 3. Aktivitaet der Ammonifizierung und Nitrifizierung; 4. Wurzelschaeden, biochemische Parameter der Wurzelphysiologie; 5. Blatt- und Nadelschaeden, biochemische Parameter der Blatt- bzw. Nadelphysiologie; 6. Messung von Stress-Indikatoren an Blaettern und Nadeln: Wasserpotentiale, Abscisinsaeuregehalt, Prolingehalt, Fluoreszenzloeschung.
Das Projekt "Teilprojekt: Einfluss von Antibiotika auf die Funktionelle Diversität von Mikroorganismengemeinschaften in Böden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Ökologie, Fachgebiet Abfallbelastung der Landschaft durchgeführt. In der landwirtschaftlichen Tierzucht eingesetzte Tierarzneimittelsubstanzen oder ihre Metabolite gelangen über die Gülledüngung landwirtschaftlicher Flächen in die Umwelt. Der Forschungsverbund 'Tierarzneimittel in Böden: Grundlagen zur Risikobewertung' hat sich daher die Identifikation, Quantifizierung und Modellierung der wesentlichen Reaktions-, Transport-, Bindungs-, Alterungs- und Wirkungsmechanismen zum Ziel gesetzt. Dieses Teilvorhaben konzentriert sich auf den Einfluss der Antibiotika Difloxazin und Sulfadiazin auf die funktionelle Diversität von Mikroorganismengemeinschaften in Böden. Der Schwerpunkt liegt in der Betrachtung der Prozesse im Stickstoffkreislauf. Untersucht werden die Denitrifikation, Nitrifikation, Stickstofffixierung und Stickstoffmineralisierung unbelasteter und antibiotikabelasteter Böden. Auch die Abundanz der Gene, die diese Prozesse steuern wird bestimmt. Darüber hinaus wird die biologische Aktivität der Böden über die Messung von Bodenatmungskurven erfasst. In der zweiten Projektsphase werden auch Feldexperimente durchgeführt, bei denen die Einflüsse von Tierarzneimitteln auf die strukturelle und funktionelle Diversität unter Feldbedingungen und nach wiederholter Applikation untersucht werden. Dies ist für eine Risikoabschätzung zur Wirkung von Antibiotika in der Umwelt sind Feldexperimente enorm wichtig, da sich das Verhalten von Antibiotika unter Feld- und Laborbedingungen grundlegend unterscheiden kann. Die Heterogenität des Bodens, Pflanzengemeinschaften, Gülleverteilung und die Konzentration von Bodenbakterien in sog. Hot Spots (z.B. Rhizosphäre) und Anzahl der Applikationen bedingen Ausmaß und Auftreten von Effekten im Boden.
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