Das Projekt "Entwicklung eines Verfahrens zur Eliminierung von Ammoniumstickstoff in der Nitrifikationsstufe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Institut für Allgemeine Botanik und Botanischer Garten durchgeführt. Es konnte nachgewiesen werden, dass N eutropha kein obligat aerober Ammoniakoxidant ist sondern auch unter anoxischen Bedingungen in der Lage ist, Ammoniak zu Nitrit zu oxidieren. Als oxidierendes Agens wirkt statt des molekularer Sauerstoffs Stickstoffdioxid. N02 und Ammonium wurden in etwa aequimolaren Mengen verbraucht. Als Reaktionsprodukte traten Hydroxylamin und Stickstoffmonoxid auf. Das Hydroxylamin wurde weiter zu Nitrit oxidiert waehrend NO nicht weiter reagierte. Das gebildete Nitrit wurde als Elektronenakzeptor verwendet und zu etwa 50 Prozent zu molekularem Stickstoff reduziert. Die Zellen. waren in der Lage auf der Basis dieser Reaktionen ATP und NADH zu produzieren und zu wachsen. Die Ammoniumumsatzraten waren unter diesen Bedingungen niedriger als in Gegenwart von Sauerstoff. Es gelang auf der Grundlage dieser Ergebnisse erstmals einen Enzymtest fuer das ammoniakoxidierende Enzymsystem von Nitrosomonas zu entwickeln. Unter aeroben Bedingungen konnte kein stoechiometrischer Umsatz von N02 mit Ammoniak nachgewiesen werden. In katalytischen Mengen sorgte N02 jedoch fuer einen Anstieg der spezifischen Ammoniakoxidationsaktivitaet um den Faktor 10. Die maximale Zelldichte konnte um 2 Zehnerpotenzen auf 2 x10 hoch 10 Ammoniakoxidanten x ml hoch minus 1 gesteigert werden. Ausserdem waren die Zellen in der Lage unter vollstaendig aeroben Bedingungen zu denitrifizieren. Bis zu 60 Prozent des Ammoniumstickstoffs konnten in molekularen Stickstoff umgewandelt werden. NO hatte einen aehnlichen Effekt, konnte aber die aerobe Denitrifikation nur kurzzeitig foerdern und wirkte in hoeherer Konzentration toxisch auf die Organismen. Die foerdernde Wirkung von N02 auf das Wachstum, die Nitrifikation und die Denitrifikation von N. eutropha wurde zunaechst in einer Laboranlage genutzt, um Ammoniumstickstoff aus einem hoch mit Ammonium belasteten, synthetischen Abwasser zu entfernen. Dabei wurden Abbauraten von bis zu 3100 mg NH tief 4 hoch Plus tief minus N x 1 hoch minus 1 erreicht. Ueber einen Zeitraum von fast 2 Monaten wurden 90-95 Prozent des Ammoniums abgebaut, wobei durchschnittlich 50 Prozent des gebildeten Nitrits denitritiziert wurde. Auf der Grundlage dieser Laborergebnisse haben Untersuchungen in 2 Pilotanlagen im Bereich der kommunalen Abwasserreinigung und der Aquakultur begonnen. Das Verfahren zur Foerderung von Nitrifikation und Denitrifikation in der Abwasserbehandlung mit N02 oder NO tief x-haltiger Abluft wurde zum Patent angemeldet.