Das Projekt "Biologische Sanierung von Ruestungsaltlasten - Teilvorhaben 4: Einsatz von Pilzen bei der Sanierung von Boeden mittels Kompostierung, Koordination und Verwaltung des Verbundvorhabens" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Jena, Institut für Mikrobiologie durchgeführt. In Kooperation mit der Wisstrans Umwelt GmbH Goettingen werden Grundlagen fuer die Sanierung von TNT-verseuchten Boeden durch Kompostierungsverfahren erarbeitet. Die Mikrobenflora belasteter Standorte wird analysiert u. Pilze sowie Mischkulturen von Pilzen u. Bakterien isoliert. Parallel werden die Leistungen vorhandener Weissfaeule- u. Bodenpilze zum TNT-Metabolismus bestimmt u. aus diesem Screening besonders aktive Pilze ausgewaehlt. Von diesen wird der Abbau unter besonderer Beruecksichtigung des Cometabolismus, der Mineralisierung u. der Metabolitbildung untersucht. In Kompostierungs-Modellsystemen wird die Realisierung u. Stabilitaet der potentiellen Abbauleistungen im Oekosystem Kompost bestimmt, u. Schlussfolgerungen fuer die Verfahrensentwicklung werden abgeleitet.
Das Projekt "Untersuchung der Moeglichkeiten des biochemischen Abbaus von Pestiziden im Festbettreaktor" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens ist, die Moeglichkeit der mikrobiellen Dekontamination von pestizid-belastetem Wasser bzw. Grundwasser zu pruefen. Die Bakterien sind dabei in einem Festbettreaktor auf verschiedenen als Aufwuchssubstrate dienenden granulierten Polymermaterialien angesiedelt, die zugleich bis zu einem gewissen Grad als Kohlenstoffquelle und als Wasserstoffdonator dienen. Der terminale Wasserstoffakzeptor ist im Wasser geloester Sauerstoff oder zugesetztes Wasserstoffperoxid oder eventuell vorhandenes Nitrat. Die Auswahl der polymeren Aufwuchssubstrate erfolgt auch unter dem Gesichtspunkt eines moeglichen Cometabolismus. Pflanzenschutzmittel, das dem Wasser in einer Konzentration von 1 Mikrogramm/l zugesetzt ist, wird zumindest teilweise am Polymergranulat oder auch an dem darauf haftenden Biofilm sorbiert und kommt so mit der Bakterienflora in Kontakt. Die Konzentration des Wirkstoffes im Wasser sowie das Auftreten von Metaboliten wird ueber die gesamte Laenge des Festbettreaktors verfolgt. Die Untersuchungen lassen Aufschluss darueber erwarten, bis zu welchem Grad Pestizide zusammen mit dem Substrat mikrobiell abgebaut werden. Die Hauptmetabolite des jeweiligen Pestizids werden massenspektrometrisch identifiziert. Aus den gewonnenen Erkenntnissen laesst sich abschaetzen, ob eine Behandlung von pestizidhaltigem Grundwasser in Festbettreaktoren oder moeglicherweise auch in situ mit fluessigen bzw geloesten Substraten erfolgversprechend sein koennte.
Das Projekt "Aerobes Verfahren zur mikrobiellen Eliminierung von Dichlorethen und Vinylchlorid" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Mikrobiologie durchgeführt. Durch Untersuchungen im Labor- und halbtechnischen Massstab werden die Grundlagen fuer die Entwicklung eines aeroben Submers-Verfahrens zum vollstaendigen biologischen Abbau von cis-1,2-Dichlorethen und Vinylchlorid erarbeitet. Das Verfahren basiert auf dem cometabolischen Abbau der Zielsubstanzen entweder durch aerobe, Isopren verwertende Bakterienstaemme, welche in der Gruppe des Antragstellers isoliert und beschrieben wurden, oder durch neu zu isolierende, cDCE produktiv abbauende Bakterienstaemme. Es soll so ausgelegt werden, dass es mit einem vorzuschaltenden anaeroben Prozess (Frau Prof. G. Diekert, Universitaet Stuttgart) zur reduktiven Dehalogenierung von hochchlorierten Ethenen (PCE, TCE) kombiniert werden kann. Die Arbeiten werden zunaechst mit cDCE als Zielsubstanz durchgefuehrt. Dieses ist weniger gesundheitsgefaehrdend als VC und erfordert einen geringeren Sicherheitsaufwand. Darueber hinaus steigt bei den untersuchten Isopren verwertenden Bakterien die Cooxidationsrate mit abnehmendem Chlorierungsgrad am Ethen stark an, sodass ein mit cDCE optimiertes System auf jeden Fall auch VC wirksam eliminiert. Die Auslegung einer aeroben Stufe fuer ein kombiniertes Verfahren wird sich also in jedem Fall am cDCE orientieren muessen.
Das Projekt "Der mikrobiologische Abbau von Carbofuran als Modell fuer die Eliminierung organischer Spurenstoffe aus dem Wasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Wasserlaboratorien - Rötgen durchgeführt. Vom Menschen geschaffene nicht natuerlich vorkommende organische Verbindungen - beispielsweise Pestizide - belasten in zunehmendem Masse das zur Trinkwasseraufbereitung benoetigte Grund- und Oberflaechenwasser. Die Eliminierung dieser Xenobiotika - fuer die in der Trinkwasserverordnung Grenzwerte existieren - ist eine Aufgabe, der sich die Wasserversorger stellen muessen. Mikrobieller Abbau der Substanzen kann hierzu einen wertvollen Beitrag leisten. Ziel des Vorhabens ist es, beispielhaft - anhand des gut wasserloeslichen Insektizids Carbofuran - Moeglichkeiten, Mechanismen und Randbedingungen eines bakteriellen Abbaus von organischen Spurenstoffen zu ermitteln und in ausgesuchte Modellsysteme der Wasseraufbereitung zu uebertragen.
Das Projekt "Verhalten von Biopolymeren während der Uferfiltration" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Technischen Umweltschutz, Fachgebiet Wasserreinhaltung durchgeführt. Problemstellung: In Berlin sowie an vielen anderen urbanen Standorten wird für die Trinkwassergewinnung Uferfiltrat eingesetzt. Im Gegensatz zu Grundwasser handelt es sich bei Uferfiltrat um Oberflächenwasser welches nach einer Untergrundpassage aus ufernahen Brunnen gefördert wird. Neben klassischen Filtereigenschaften weißt das Ufer als Filter auch eine hohe Dichte an verschiedenen Mikroorganismen auf. Aus Feldstudien geht hervor, dass die Reduktion bis hin zur vollständigen Entfernung von gelösten organischen Kohlenstoffen und zahlreichen Spurenstoffen auf mikrobielle Aktivität zurückzuführen ist. Die Abbau- bzw. Transformationsleistung wird dabei von zahlreichen Parametern wie Redoxbedingung, Temperatur oder zur Verfügung stehenden Substraten beeinflusst. Ein Substrat stellen dabei die Biopolymere dar, welche sich als eine Fraktion des gelösten organischen Kohlenstoffs überwiegend aus Proteinen und Polysacchariden zusammen setzten. Vorangegangene Arbeiten weisen auf einen Zusammenhang zwischen dem Abbau von Biopolymeren und einigen Spurenstoffen hin. Ähnlich der Biopolymere wird zum Beispiel das Röntgenkontrastmittel Iopromid als Vertreter der Spurenstoffe unmittelbar nach der Infiltration unabhängig von der Temperatur fast vollständig abgebaut bzw. transformiert. Detaillierte Kenntnisse über die im Ufer stattfindenden biologischen Prozesse liegen aber bisher nicht vor. Projektziel und Vorgehensweise: In Langzeitversuchen wird der Abbau von Biopolymeren genauer untersucht. Über mehrere Jahre kontinuierlich mit Oberflächenwasser durchströmte Sandsäulen dienen dabei als Modellsystem. Zunächst werden Hinweise für den Betrieb von Sandsäulen in Bezug auf das verwendete Füllmaterial und die damit verbundenen Einlaufzeiten aus den Langzeitversuchen ermittelt. Durch Variation der Temperatur, der Redoxbedingungen und des Füllmaterials kann deren Einfluss auf den Biopolymerabbau bestimmt werden. Um darüber hinaus Klarheit über einen möglichen Cometabolismus zwischen Iopromid und den Biopolymeren zu gewinnen wird der Spurenstoff mittels Massenspektrometrie detektiert. Neben den Abbauraten sollen auch neue Aufschlüsse über die Kinetik der zugrunde liegenden Bioreaktionen gewonnen werden. Zu diesem Zweck sind Kleinfilterkreislaufversuche mit verschiedenen Medien geplant. Diese werden so ausgelegt, dass die ersten 10 cm der Bodenpassage, also die Infiltrationszone simuliert werden kann. Um eine genaue Zuordnung zwischen Spurenstoff- und Biopolymerabbau zu gewährleisten ist weiterhin der Einsatz von künstlichen oder aufkonzentrierten Biopolymerlösungen angedacht.
Das Projekt "Mikrobieller Abbau von Phenolen und Chlorphenolen unter thermophilen Bedingungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Arbeitsbereich Biotechnologie II - Biotransformation und -Sensorik durchgeführt. Phenol ist ein Massenprodukt der chemischen Industrie. Seine Toxizitaet gegenueber hoeheren Organismen aber auch Mikroorganismen macht eine effektiven Abbau in Klaeranlagen notwendig. Eine Chlorierung erhoeht zudem die Toxizitaet. Unter mesophilen Bedingungen wurden bereits viele Untersuchungen zum mikrobiellen Abbau durchgefuehrt. Im thermophilen Bereich jedoch existieren bisher nur wenige Arbeiten. Um diese Luecke zu schliessen wurde ein umfangreiches Screening Programm begonnen, mit dem Ziel thermophile Phenolabbauer zu isolieren. In einem Anreicherungsschritt wurden physikalische, chemische und mikrobiologische Faktoren systematisch variiert. Nach Isolierung stehen nun neun thermophile Phenolabbauer zur Verfuegung, die vorlaeufig als Bacillus stearothermophilus bezeichnet wurden. Ihre Wachstumsparameter und ihr Potential fuer den Einsatz in hochkontamierten Abwaessern wurden untersucht. Die Toxizitaet des Substrats Phenol in Abhaengigkeit von Temperatur, Konzentration und Kulturmedium wurde bestimmt. Zahlreiche Chlorphenole wurden als moegliche Substrate getestet. Dabei wurde eine cometabolische Aktivitaet zweier Isolate gegenueber 2-Chlorphenol entdeckt. Der entstehende Metabolit wurde mittels HPLC und GC/MS als 3-Chlorcatechol identifiziert.
Das Projekt "Biodegradation mittels psychrophiler methanotropher Bakterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle, Sektion Sanierungsforschung durchgeführt. Das Vorhaben dient der Unterstuetzung einer leistungsfaehigen russischen Forschungsgruppe, die thematisch im Bereich Umwelt arbeitet. Es traegt zur Vertiefung der bestehenden Kooperation bei. Das Vorhaben ist Bestandteil eines groesseren Forschungsthemas, das die in situ-Sanierung von kontaminierten Boeden und Waessern zum Ziel hat. Mittels methanotropher Bakterien, die zum Cometabolismus faehig sind, sollen Schadstoffe, insbesondere CKW, abgebaut werden. Um die Effizienz der Biodegradation wesentlich zu erhoehen, ist es notwendig, geeignete Bakterien zu isolieren, zu praekultivieren und in situ zu injizieren. Der innovative Sprung des Vorhabens besteht darin, dass mittels psychrophiler Bakterien ein tieferes Temperaturniveau erreicht wird und dadurch hoehere Abbauraten zu erwarten sind. In Russland bestehen auf Grund vorhandener geeigneter natuerlicher Habitate gute Chancen, psychrophile methanotrophe Bakterien aufzufinden und zu selektieren.
Das Projekt "Mikrobieller Abbau hochtoxischer Umweltgifte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für Biochemische Technologie und Mikrobiologie durchgeführt. Ziel der Forschungsarbeiten ist es, Umweltgifte (zum Beispiel Pestizide) biologisch abzubauen und zu detoxifizieren. Besonders untersucht werden vor allem chlorierte Phenoxyalkanoate und Aniline, da sich diese aufgrund ihrer hohen Persistenz in Litho- und Hydrosphaere permanent anreichern und somit potentielle Gefahrenquellen fuer Boden und Grundwasser darstellen. Unter Einsatz spezieller Adaptierungsmethoden (Bodensaeulen) wurden verschiedene Bakterien-Reinstaemme isoliert, die zum Abbau solcher Xenobiotika, wie zum Beispiel Phenoxyalkanoate (2,4-D, 2,4-DP, 2,4-DB, MCPA, MCPP und MCPB), Phenol, Chlorphenole, Chloraniline oder Toluidine befaehigt sind. Derzeit laufen Versuche zur Isolierung von Staemmen, die chlorierte und methylierte Aromaten im Simultanabbau verwerten koennen. Parallel dazu wird die Optimierung entsprechender Fermentationsverfahren (Batch, semikontinuierlich und kontinuierlich) unter Einsatz freier und immobilisierter Bakterienzellen in Kleinfermentern und Airliftreaktoren bearbeitet. Weitere Untersuchungen befassen sich mit dem Einsatz von definierten Mischpopulationen, dem Abbau von Substanzgemischen und mit der Erfassung und Identifizierung der am Xenobiotikaabbau beteiligten Enzyme.
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| Förderprogramm | 8 |
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| Boden | 6 |
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| Mensch & Umwelt | 8 |
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