API src

Found 7 results.

Prüfung der überarbeiteten INIA Studie vom April 2009 'Development of an European risk assessment of polyphosphates in detergents'

Das Projekt "Prüfung der überarbeiteten INIA Studie vom April 2009 'Development of an European risk assessment of polyphosphates in detergents'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von quo data Gesellschaft für Qualitätsmanagement und Statistik mbH durchgeführt.

Einfluss der Kulturbedingungen auf Bildung und Struktur der Polyphosphate in 'Acinetobacter sp.'

Das Projekt "Einfluss der Kulturbedingungen auf Bildung und Struktur der Polyphosphate in 'Acinetobacter sp.'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft durchgeführt. Unter gewissen Bedingungen sind Mikroorganismen in der Lage - ueber das stoffwechselnotwendige Mass hinaus - vermehrt Phosphat aufzunehmen und in Form von Polyphosphaten in ihren Zellen einzuspeichern. Es konnte nachgewiesen werden, dass auch bei der erhoehten biologischen Phosphorelimation aus Abwasser diesem Phaenomen eine grosse Rolle zukommt. Uebereinstimmend wird heute der Bakterienart 'Acinetobacter sp' der groesste Anteil an der biologischen Phosphatelimination zugeschrieben. Ein Problem bei der Anwendung dieses Verfahrens liegt jedoch in starken, nicht erklaerbaren Schwankungen durch unzureichende Prozessstabilitaet. Welche Faktoren in diesen Faellen die Polyphosphat-Speicherung in den polyphosphatspeichernden Mikroorganismen der Abwasserreinigung negativ beeinflussen, ist bis heute erst ansatzweise geklaert. In diesem Projekt wird an Reinkulturen von 'Acinetobacter sp' der Einfluss der Kulturbedingungen - unter besonderer Beruecksichtigung des Kationenangebotes und der eingesetzten Kohlenstoffquellen - auf die Polyphosphat-Speicherung untersucht. Die entstandenen Polyphosphate werden mittels biochemischer und chemischer Methoden aus den Bakterien isoliert und elektrophoretisch aufgetrennt. Zur Ermittlung des Phosphatgehalts der Bakterien wird - nach elektrophoretischer Gewinnung definierter Polyphosphat- Standardsubstanzen - eine spezifische photometrische Bestimmungsmethode entwickelt.

Grundlagen der aeroben biologischen Abwasserreinigung, Von der Theorie zur Praxis - Einfluss von anaeroben/aeroben Wechsel auf die biologische Phosphor- und Stickstoffelimination in einer Biofilmanlage im Labor- und im grosstechnischen Massstab

Das Projekt "Grundlagen der aeroben biologischen Abwasserreinigung, Von der Theorie zur Praxis - Einfluss von anaeroben/aeroben Wechsel auf die biologische Phosphor- und Stickstoffelimination in einer Biofilmanlage im Labor- und im grosstechnischen Massstab" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Fakultät für Bauingenieur- und Vermessungswesen, Institut für Wasserwesen, Lehrstuhl und Laboratorien für Wassergüte- und Abfallwirtschaft durchgeführt. Mit Biofiltern lassen sich hohe Umsatzraten bei der Nitrifikation und der Denitrifikation erzielen. Sie zeichnen sich durch Feststoffrueckhalt und eine kompakte Bauweise aus. Probleme mit der Schlammabsetzbarkeit werden vermieden. Fuer die biologische Phosphorelimination (Bio-P) wurden Biofilter bisher nicht eingesetzt. In frueheren Projekten wurde jedoch gezeigt, dass Bio-P durch Anwendung des Sequencing Batch Biofilm Reactor (SBBR)-Verfahrens auch in Biofilmanlagen moeglich ist. Dazu wird der Biofilm alternierend anaeroben und aeroben Bedingungen ausgesetzt, wodurch vermehrt Bakterien auftreten, die Phosphor zellintern speichern. Dieser wird beim Spuelen mit der ueberschuessigen Biomasse aus dem System entfernt. Im Rahmen dieses Projekts wird das Verfahren optimiert. Dazu werden folgende Parameter an einer aus sechs Reaktoren bestehenden Laboranlage untersucht und die gewonnenen Erkenntnisse in einer grosstechnischen Anlage in Ingolstadt unter realen Bedingungen umgesetzt: Der Einfluss verschiedener Aufwuchsmaterialien auf die Bio-P und die Architektur der Biofilme. Zyklusdauer und Austauschvolumen. Haeufigkeit und Intensitaet der Spuelung und des dadurch bewirkten Abtrags von Biofilm. Vergleich verschiedener Denitrifikationsverfahren mit und ohne externer C-Quelle und deren Einfluss auf die Bio-P. Hydrolyse von partikulaerem organischem Material im Biofilm als Lieferant erforderlicher organischer Saeuren. Reaktorverhalten bei Stossbelastungen.

Methanolumsetzung durch methanogene Bakterien mit Schwerpunkt auf Wachstum, Spurenelementen und Speicherstoffen

Das Projekt "Methanolumsetzung durch methanogene Bakterien mit Schwerpunkt auf Wachstum, Spurenelementen und Speicherstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Weihenstephan, Fachbereich Biotechnologie durchgeführt. Zu den methanolumsetzenden, methanogenen Bakterien gehoert in erster Linie die Gattung Methanosarcina, die das weiteste Substratspektrum von allen Methanbildnern aufweist und so H2 + CO2, H2 + CO, Essigsaeure, Methylamine und/oder Methanol zu Biogas umsetzt. Um den fuer die Betriebssicherheit von anaeroben Belebtschlammverfahren notwendigen Einblick in die kritische Stufe der Methanbildung zu erhalten, wurden mit dem Modellsubstrat Methanol erstmalig Wachstumsoptimierungen durchgefuehrt, die nicht nur zu Nickel und Kobalt, sondern auch zu Molybdaen und Selen als Wachstumsfaktoren fuehrten. Ausserdem war die Sulfidkonzentration wichtig. Es ergab sich eine sehr hohe Inertheit gegen nicht physiologische Schwermetalle. Durch chemische Gesamtanalysen von den verschiedensten Reinkulturen wurden die Wachstumsexperimte bestaetigt und das Elementbeduerfnis sogar noch erweitert. Eine flockenbildende, hochaktive Mutante soll ferner zu besserem Absetzverhalten beitragen. Neue 'Speicherstoffe' wurden bei den Methanbildnern entdeckt, so die stark kationischen Polyamine und die stark anionischen Polyphosphate. Es sollen Hinweise zur Verbesserung der Startphase eines anaeroben Verfahrens gewonnen werden.

Nachweis und phylogenetische Charakterisierung von Polyphosphatakkumulierenden Bakterien in Seesedimenten

Das Projekt "Nachweis und phylogenetische Charakterisierung von Polyphosphatakkumulierenden Bakterien in Seesedimenten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsverbund Berlin, Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei durchgeführt. Seit mehr als einem Jahrzehnt wird in der Literatur sehr kontrovers diskutiert, in welchem Maße Mikroorganismen direkt an der Freisetzung und Festlegung von Phosphor (P) in Sedimenten beteiligt sind. Polyphosphat (Poly-P) Speicherung ist eine universelle Eigenschaft von vielen Mikroorganismen und wurde in Kläranlagen (wastewater treatment plants, WWTP) durch das Einstellen von Bedingungen, die eine erhöhte biologische P Entfernung (enhanced biological phosphorus removal, EBPR) ermöglichen, technisch optimiert. Poly-P akkumulierende Organismen (PAO) in Sedimenten sind daher von besonderer ökologischer Wichtigkeit. PAO in Sedimenten können P in die benthische Nahrungskette einschleussen und beeinflussen die mineralische P Deposition durch ein schnelles, physiologisch induziertes Freisetzen von P. Obwohl verschiedenste Studien zeigen, dass Poly-P substantiell zum gesamten P Pool in der obersten Sedimentschicht beiträgt, sind sowohl der Ursprung als auch die an der Speicherung und am Umsatz von Poly-P beteiligten Mikroorganismen und Mechanismen weitestgehend unbekannt. Daher haben wir Sedimente von acht verschiedenen Seen unterschiedlicher Trophie und limnologischer Eigenschaften auf die Anwesenheit von PAO mittels denaturierender Gradienten-Gelelectrophore (DGGE) und Rhodocyclusspezifischen Primern überprüft. Die Gattung Rhodocyclus stellt eine der häufigsten PAO in WWTP mit EBPR dar. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Vertreter der Gattung Rhodocyclus in allen untersuchten Sedimenten anwesend sind. Allerdings zeigte die anschliessende Quantifizierung dieser PAO mit Rhodocyclus-spezifischer Fluoreszenz in situ Hybridisierung (CARD-FISH), dass ihr Anteil bei kleiner 1 Prozent der gesamten Bakterienzahl liegt. Daher haben wir einen Einzelzellansatz für die Detektion und phylogenetische Charakterisierung von bisher unbekannten PAO in limnischen Sedimenten entwickelt. PAO aus dem Sediment des Stechlinsees, in dem die höchsten Poly-P Konzentrationen mittels 31P Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (NMR) bestimmt wurden, wurden zur Lokalisierung mit DAPI gefärbt. Poly-P positive Zellen wurden anschliessend mit der Laser- Mikrodissektion gesammelt, um sie mit molekular-biologischen Methoden phylogenetisch zu charakterisieren. Unsere vorläufigen Ergebnisse zeigen, dass die vorgestellte Methode erfolgreich eingesetzt werden kann, um einzelne Bakterienzellen mit bestimmten physiologischen Eigenschaften, z.B. der Poly-P Speicherung, zu sammeln und phylogenetisch zu charakterisieren.

Untersuchungen zur Kinetik der biologischen Phosphateliminierung aus Abwaessern

Das Projekt "Untersuchungen zur Kinetik der biologischen Phosphateliminierung aus Abwaessern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Verfahrenstechnk, Fachgebiet Umweltverfahrenstechnik durchgeführt. Schaltet man eine anaerobe und eine aerobe biologische Stufe hintereinander und fuehrt den Belebtschlamm nach Aufkonzentrierung in einem Nachklaerbecken zurueck, so reichern sich Bakterienstaemme an, die bei dieser Wachstumsvorteile haben, weil sie in der aeroben Stufe Polyphosphate synthetisieren koennen und in der anaeroben Stufe Energie durch Hydrolyse der Polyphosphate gewinnen koennen. In diesem Vorhaben wird die Abhaengigkeit dieses Prozesses von pH-Wert und Temperatur untersucht. Dabei findet auch die Kinetik der Substrataufnahme in der anaeroben Stufe Beruecksichtigung. Nach Entwicklung eines kinetischen Modells werden Modellierungen zur Optimierung dieses zweistufigen Prozesses durchgefuehrt. Die Untersuchungen stehen kurz vor dem Abschluss.

Enzymatische und regulatorische Untersuchungen zur Phosphat- und Kohlenstoffspeicherung von Bakterien des belebten Schlamms

Das Projekt "Enzymatische und regulatorische Untersuchungen zur Phosphat- und Kohlenstoffspeicherung von Bakterien des belebten Schlamms" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Institut für Hygiene und Umweltmedizin durchgeführt. Eine biologische Eliminierung von Phosphat aus Abwaessern wird inzwischen in vielen Klaeranlagen verfahrenstechnisch durch eine Serienschaltung von anaeroben und aeroben Belebungsbecken erzielt. Die biochemischen Grundlagen der Phosphateliminierung sind trotz der Untersuchungen vieler Arbeitsgruppen jedoch noch nicht geklaert. Ein experimenteller Nachweis der von Comeau et al. (1985), Mino (1987) und Wenzel (1986, 1991) entwickelten detaillierten biochemischen Modelle fuer ein Bio-P-Bakterium steht bis heute aus. Ein grosses Problem stellt dabei die mangelnde Uebertragbarkeit makroskopisch im System Belebtschlammbiozoenose beobachteter Vorgaenge auf biochemische Stoffwechselprozesse innerhalb einer Zelle dar. Einzelne Phaenomene wie die Polyphosphatspeicherung oder PHF-Bildung konnten von vielen Arbeitsgruppen in Isolaten aus Belebtschlamm nachgewiesen werden, aber es konnte bisher keine Reinkultur isoliert werden, die konform der Modelle die entsprechende Dynamik der Speicherstoffe zeigt. Im bisherigen Projektzeitraum wurde eine definierte Mischkultur selektiv aus Belebtschlamm angereichert, welche die gewuenschte Phosphataufnahme und -rueckloesung im aerob- anaerob-Wechsel zeigt. Bei dieser Mischkultur soll die Dynamik der Speicherstoffe Polyphosphat, Polyhydroxyfettsaeuren und Glykogen im aerob- anaerob-Wechsel weiter untersucht werden und die Aktivitaeten der an der Speicherstoffbildung beteiligten Enzyme sollen bestimmt werden. Neben der definierten Mischkultur sollen die einzelnen Reinkulturen ebenfalls untersucht werden, um moeglicherweise erstmalig ein sogenantes 'Bio-P-Bakterien' nachweisen zu koennen. Die Regulationsmechanismen beim Auf- und Abbau der verschiedenen Speicherstoffe sollen ueber weitere enzymatische Untersuchungen und Fermenterversuche studiert werden.

1