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Mikrobe des Jahres 2014: Die Gattung Nostoc

Unsichtbar klein sind Mikroorganismen – die Mikrobe des Jahres 2014 ist eine Ausnahme: Nostoc-Arten finden aufmerksame Spaziergänger auf Wiesen und Seen als runde „Teichpflaume“ oder grünbraune Gallerthülle. Diese Mikroben sind mit bloßem Auge zu erkennen. Sie benötigen sauberes Wasser zum Überleben und sind daher ein Anzeiger für ein gesundes Ökosystem. Die Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM) hat die Nostoc-Arten zur Mikrobe des Jahres 2014 gekürt. Die Mikrobe des Jahres wird 2014 erstmals benannt. Mikrobiologen der VAAM wählten sie aus, um auf die Vielfalt der mikrobiologischen Welt hinzuweisen. Während in der Bevölkerung Mikroorganismen vor allem als Krankheitsauslöser bekannt sind, spielen Mikroorganismen eine weit bedeutsamere Rolle für die Ökologie, Gesundheit, Ernährung und Wirtschaft, worauf die die Mikrobe des Jahres hinweisen soll.

Mikrobe des Jahres 2016: Streptomyces

Die Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM) kürte am 10. Februar 2016 das Bakterium Streptomyces zur Mikrobe des Jahres 2016.

Mikrobe des Jahres 2015: Knöllchenbakterium

„Knöllchenbakterium“ heißt die Mikrobe des Jahres 2015, mit wissenschaftlichem Namen Rhizobium. Diese Mikrobe erleichtert den Anbau von Bohnen, Erbsen, Linsen und Futtermitteln wie Klee. Die Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM) kürte diesen faszinierenden Mikroorganismus am 9. Februar 2015 zur Mikrobe des Jahres 2015.

Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum

Die Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM) kürte die Halobacterium salinarum zur Mikrobe des Jahres 2017. Sie zählt zu den Archaeen – Urformen des Lebens, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind. Sie sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer, Orte ohne Sauerstoff oder – wie H. salinarum – an hohe Salzkonzentrationen. Der Mikroorganismus wächst in Salinen und Salzlaken.

MW Plasma-UV

Das Projekt "MW Plasma-UV" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von WEDECO AG durchgeführt. Entwicklung (Konzeption, Design und Test) neuartiger UV-Strahlenquellen zur Desinfektion von Wasser, vorzugsweise kommunale Abwässer als Alternative zu derzeit vorhandenen Quecksilbermitteldruck- bzw. Niederdruckquellen. Insbesondere sind von Bedeutung: Energiekosten, mikrobiologische Wirksamkeit, Umweltverträglichkeit, Überwachbarkeit und Arbeitssicherheit. Das Vorhaben ist für 3 Jahre beantragt, wobei nach der Hälfte der Zeit ein Abbruch möglich sein soll. Dieser ist so definiert, dass sich die neuen Strahlenquellen in wesentlichen Elementen von konventioneller Technik positiv abheben muss. Die WEDECO AG wird in der ersten Phase Prototypen im Labormaßstab bauen und betreiben und im zweiten Teil ein Halbtechnikum aufbauen. Die UV-Desinfektion von Abwässern ist ein Markt in dem weltweit ca. 100 Millionen Euro Umsatz getätigt werden. Die zu erwartenden, jährlichen Wachstumsraten liegen je nach Prognose zwischen 8-12 Prozent in den nächsten 5 Jahren. Dabei kommen in erster Linie konventionelle UV-Strahlenquellen zum Einsatz. Ziel ist es diese Technik durch ein neues, kommerziell verfügbares System zu ersetzen, welches sich in wesentlichen Elementen vom Vorhandenen unterscheidet.

Teil II

Das Projekt "Teil II" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Osnabrück, Abteilung Mikrobiologie durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist, den Einfluss des Bodentyps, von organischem Dünger sowie der Einarbeitung von belasteten Pflanzenresten in den Boden für die Aufnahme und Verteilung von Salmonella enterica und enterohämorrhagischen Escherichia coli (EHEC) in die Nutzpflanzen aufzuklären. Die Ziele des Vorhabens sind in drei Gruppen unterteilt: i) Etablierung von Methoden für den spezifischen Nachweis von Salmonella und EHEC in pflanzlichen Geweben und im Boden; ii) Untersuchung von Faktoren die den Umfang der Besiedlung von Nutzpflanzen mit Humanpathogenen beeinflussen. Aufgrund der bestehenden Gefährdung für den Verbraucher wird die Besiedelung von Kopfsalat und Feldsalat untersucht; und iii) Risikoeinschätzung für den Verbraucher. In dem Teilvorhaben wird die Bedeutung der genetischen Ausstattung von Salmonella enterica und EHEC bei der Kolonisierung von Pflanzen und der Übertragung über pflanzliche Lebensmittel untersucht. Dabei soll die Rolle von diversen Adhäsionsfaktoren durch gezielte Deletion oder experimentell kontrollierte Expression analysiert werden. Kolonisierung von Wurzel- und Blattgewebe, Biofilmbildung und Persistenz werden dabei quantifiziert (AP2). Der Effekt des Kontakts von S. enterica mit Pflanzengeweben wird über die Veränderungen des Transkriptoms bestimmt. Eine Kollektion von S. enterica Deletionsmutanten wird mit Plasmiden zur Expression von GFP oder dsRed markiert und deren Verbreitung in der Pflanze wird durch konfokale Fluoreszenzmikroskopie mit der von Wildtypstämmen vergleichen (AP3). Die Daten zum Zusammenhang zwischen genetischer Ausstattung von S. enterica und EHEC Stämmen und der Übertragungen durch pflanzliche Lebensmittel stellen einen Faktor der Risikoeinschätzung dar (AP4).

Teil 2

Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Angewandte Biowissenschaften, Abteilung Angewandte Mikrobiologie durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines vollkommen neuen Verfahrens zur Erzeugung von gasförmigen Kraftstoffen aus organischen Abfallstoffen. Dazu werden erstmals fermentative Verfahren und bio-elektrische Systeme zu einem neuen Prozess kombiniert. In diesem Prozess werden die Abfallstoffe zunächst in einem 'dark fermentation reactor' fermentativ in organische Säuren umgewandelt und anschließend einer bio-elektrochemischen Konversion, bestehend aus einer Anoden- und einer Kathodenkammer zugeführt werden. An der Anode werden die gelösten organischen Säuren durch exoelektrogene Bakterien zu CO2, H+ und e- oxidiert. Während die Protonen durch eine PEM (proton exchange membrane) der Kathode zugeführt werden, geben die Bakterien die freiwerdenden Elektronen an die Anode ab, so dass diese über eine elektrische Verbindung an die Kathode weiter geleitet werden. Das gebildete CO2 wird ergänzend bedarfsgerecht der Kathode zugeführt. Die Einzelziele des Projektes sind wie folgt definiert: - Entwicklung und Erprobung eines geeigneten Anoden- und Kathodenmaterials und Optimierung der Elektrodenstruktur - Untersuchung der biologischen Diversität der Mikroorganismen an den Elektroden - Optimierung des fermentativ bioelektrochemischen Gesamtverfahrens unter technischen Aspekten im Labormaßstab. Im Berichtszeitraum wurden im Wesentlichen folgende Arbeiten durchgeführt: Ausgehend von Vorarbeiten zur Wasserstoffproduktion mit Edelstahlkathoden in dem für die Methanogenen geeigneten Kulturmedium, wurde iterativ ein auf die Anforderungen der Kathodenentwicklung hin optimiertes Reaktorkonzept entwickelt. Eine Hauptanforderung an den Reaktor ist dabei die integrierte CO2-Versorgung. Hinsichtlich der Entwicklung eines geeigneten Biofilm-Trägermaterials wurden vergleichende Untersuchungen mit Glasfasern und Nanofasern aus Polyacrylnitril (PAN) in einer Kultur von M. barkeri durchgeführt. Die PAN-Nanofasern wurden teilweise zusätzlich mit (3-Aminopropyl)triethoxysilan (ATPES) behandelt, um deren Oberfläche mit positiven Ladungen auszurüsten und so die Biofilmansiedlung zu verbessern. In verschiedenen Langzeitexperimenten mit bioelektrochemischen Systemen, die mit Perkolat als Substrat betrieben wurden, konnte gezeigt werden, dass die bereits im Perkolat bestehende Community an Organismen in der Lage ist, die enthaltenen organischen Säuren komplett zu oxidieren. Dabei konnten Stromstärken von bis zu 0,5 mA/cm2 Anodenfläche gemessen werden. Die durchgeführten Untersuchungen zum fermentativen Aufschluss der Abfallstoffe belegen, dass die gewählten Substrate sehr gut in organische Säuren überführt werden können. Es traten keinerlei Prozessstörungen auf. In HPLC-Untersuchungen konnten keine Alkohole und Zucker im Perkolat nachgewiesen werden. Die Untersuchung des Perkolats zeigte für pH-6,0 die höchsten Konzentrationen an organischen Säuren, besonders die Gehalte an Essigsäure und Buttersäure lagen im Vergleich deutlich über den Werten bei pH-5,5.

Biogas production by treating sludge of a waste water treatment plant

Das Projekt "Biogas production by treating sludge of a waste water treatment plant" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schwarting-Uhde GmbH Umwelt- und Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Objective: The subdivized project is concerned with the establishement and demonstration operation of a plant for gaining biogas from the sludge of a communal sewage plant and utilizing it to create electrical and thermal energy. By the process of gaining energy from the biological degradation of the organic substances of the sewage sludge, the corresponding amount of primary energy can be substitutes. At the same time, the quantity of dry matter for disposal is reduced by about 50 per cent. The sludge treated in this way can then be both deposited and used for recultivation. The aim of demonstration operation was to confirm and improve the turnover rates achieved in extensive preliminary investigations for microbial methane production from the sewage sludge of a communal sewage plant. General Information: The demonstration plant was based on the Schwarting/Udhe process. To ensure a high degradation rate even in peak load periods, this process operates in two successive stages. Moreover, it does not use fully mixed fermenters, but narrow standing containers. In these containers, there is a defined slug flow in which the necessary contact between the substrate and the biomass is created by a patented phase mixing system. In the degradation of communal sewage sludge in conventional single-stage plants, only 20-30 per cent of the dry organic matter could be converted to biomass. In extensive preliminary investigations carried out in cooperation with the Fraunhofer Institute for contact surface and bio-process technology, a modified variant of the Schwarting/Udhe process was developed which permits degradation rates of 50-60 per cent of the dry organic matter. Simultaneously, the residences time of 25-30 days in conventional singel-stage fermenters has been reduced considerably. Achievements: The installation for the 2-stage fermentation of sewage sludge, which was to be established in accordance with the project description, was constructed in 1993/94 after planning work in 1992/93, and it was taken into operation by September 1994. Demonstration operation of the plant was carried out from Oct.94 to Dec.95. For external reasons, the installation could only be operated in the difficult partial load area with extraordinary fluctuations in the intake volume and intake concentration during this period. In spite of the sometimes difficult operation under partial load, the plant shows a below average amount of wear. Up to now, only the explicit wearing parts have had to be replaced, and as a rule, even these parts had exceeded the anticipated service life. However, the components used were cheked and optimized in intensive cooperation with the operator with respect to their use; permanent operation under full load is possible without any restrictions. The device planned for holding back biomass in the second fermentation stage, which was implemented for the first time in this project, has shown its functionality. As anticipated, the degree of...

Erstellung und Absatz von Kompost

Das Projekt "Erstellung und Absatz von Kompost" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Mikrobiologie und Landeskultur durchgeführt. Es wurden die Herstellungsverfahren und der Absatz von Muellkompost in der Bundesrepublik Deutschland, in Holland und der Schweiz untersucht.

Teilprojekt Uni Ulm

Das Projekt "Teilprojekt Uni Ulm" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Ulm, Institut für Mikrobiologie und Biotechnologie durchgeführt. Die nachhaltige Produktion von Chemikalien und Kraftstoffen aus nicht-fossilen Rohstoffen ist eine der größten Herausforderungen für die Zukunft. Die Ein-Kohlenstoffverbindung (C1) Methanol wird in diesem Vorhaben als Ausgangsbasis für die Synthese von Chemikalien und Kraftstoffen verwendet. Methanol ist flüssig, in Wasser löslich, leicht zu lagern und zu transportieren. Es lässt sich aus zahlreichen verschiedenen nachhaltigen Quellen, wie z.B. industriellen Abfallgasen, Biogas (Methan) oder erneuerbarer Elektrizität in Kombination mit CO2 herstellen. Das Ziel dieses Teilvorhabens in dem Verbundvorhaben BIOMETCHEM' ist die Entwicklung von rekombinanten Bakterienstämmen zur Produktion der Chemikalien --Aminobuttersäure und 1,4-Butandiol mit Methanol als Einsatzstoff. Dafür dient das acetogene Bakterium Eubacterium limosum als Entwicklungsplattform, um die benötigten Bakterienstämme herzustellen. Das 'BIOMETCHEM'-Vorhaben wird von einer Analyse der Ökobilanzen sowie Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft begleitet. Das Verbundvorhaben wird einen neuen nachhaltigen Industrieprozess aufzeigen und zu einer Zukunft ohne fossile Brennstoffe beitragen. Diese Vorhabenbeschreibung kann veröffentlicht werden.

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