Das Projekt "Processing of agricultural wastes by white-rot fungi for production of fodder for small ruminants" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie, Forstbotanisches Institut durchgeführt. Objective: The objective of the project is to increase the supply of meat in Egypt by providing fodder for small ruminants. The goals of the project are: - Strains of white-rot fungi with at least 20 per cent higher efficiency of straw conversion and which are suitable for on-farm technologies. - Methods for pre-treatment of straw for fungal upgrading. - Fodder with high enough in situ digestibility for sheep and goats that is economically feasible. - Establishment of a pilot plant for feeding goats and sheep on farms in Egypt. General Information: The key activities envisaged are: - Pre-treatments of three different straws: wheat, rice and corn, at a laboratory scale: heating by solarisation, treatment with a non-toxic, biodegradable detergent, amendment with potato pulp or tomato pomace, or combinations thereof. - Monitoring of fungal upgrading of the pre-treated substrates. - Selection of the most active fungus for each type of straw. - Biochemical evaluation of the degree of degradability. - Feeding trials with small ruminants. - Up scaling to the cubic meter level. - Establishing a pilot operation. - Analysis of the economy of the operation. - Training of personnel for the operation. Achievements: Expected Outcome The work carried out in this project should provide guidance for the selection of the most suitable type of straw, the best pre-treatment for fungal upgrading and the best fungi for increasing the digestibility of the straw for ruminants. The pilot operations will serve for the following tasks: transfer of the methods to farm conditions, test of the upgrading in feeding experiments, and training of the local farmers for the implementation of the process at a broad scale in Egypt and possibly other countries. Prime Contractor: Georg-August-Universität Göttingen, Institut für Forstbotanik; Göttingen; Germany.
Das Projekt "Einsatz von Weissfaeulepilzen - Pilzbioluftfilter zum Abbau von Schadstoffen aus der Abluft" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie, Forstbotanisches Institut durchgeführt. Besonders problematisch ist die Entsorgung von Abluftströmen, die mit relativ geringen Konzentrationen von organischen Stoffen belastet sind, so z. B. die Raumluft von Lackierereien und die Abluft von Verarbeitungsbetrieben in der Kunststoffindustrie. Bisher fehlen noch zufriedenstellende Reinigungsverfahren dafür und die existierenden physikalisch-chemischen Reinigungsmethoden sind besonders bei geringen Luftschadstoffkonzentrationen ineffektiv. Bakterielle Luftfilter und mehrere Verfahren sind seit längerem bekannt: Bei den verschiedenen Arten der Biowäscher werden die in der Gasphase befindlichen Schadstoffe durch Besprengung der Luft mit kleinen Wassertröpfchen in die flüssige Phase überführt, wo sie von Mikroorganismen abgebaut werden. Bei den eigentlichen Biofiltern hingegen wird die mit Schadstoffen belastete Luft durch ein mit Bakterien bewachsenes Substrat geleitet (z. B. Stroh oder Kompost), wobei die Schadstoffe durch die Bakterien absorbiert und abgebaut werden. Außer Bakterien wurden auch Reinkulturen von Pilzen für einen möglichen Einsatz in Biofilteranlagen untersucht. Weißfäulepilze erscheinen aus folgenden Gründen zur biologischen Luftreinigung besonders geeignet: In ihrer natürlichen Umgebung besitzen sie die Fähigkeit Lignin, ein überwiegend aus Phenylpropaneinheiten aufgebautes Makromolekül und nach Cellulose die mengenmäßig wichtigste organische Substanz, abzubauen. Der Abbau des Lignins erfolgt durch ein relativ unspezifisches Enzymsystem, das es den Pilzen ermöglicht, auch viele andere organische Verbindungen und sogar chlorierte, organische Substanzen abzubauen. Weißfäulepilze wurden bereits bei der Dekontamination von Bleichereiabwässern und kontaminierten Böden eingesetzt. Nicht ausreichend untersucht ist hingegen, ob Weißfäulepilze auch xenobiotische, organische Verbindungen aus der Gasphase herausfiltern und abbauen können. Ihre morphologischen Eigenschaften als stark verzweigtes Myzel mit großer Oberfläche lassen sie hierfür besonders geeignet erscheinen. In einem Screening wurden 55 Pilzstämme mit einer Mischung aus leichtflüchtigen Aromaten und mit PCPs begast. Auch einige Braunfäulepilze und Deuteromyceten wurden untersucht, da verschiedene Vertreter dieser beiden Pilzgruppen Lignin abbauen. In weiteren Schritten wurden ausgewählte Pilze verwendet, die bei den Screeningversuchen einen guten Abbau gezeigt hatten und schnellwüchsig waren. Diese wurden auf Abbaufähigkeit von weiteren Xenobiotika (Lösungsmittel, N- und S-haltige Substanzen) untersucht. Außerdem wurden Versuche zur Wachstumsoptimierung durchgeführt. Als Modellsubstanzen für aromatische Verbindungen wurden die aus Herstellung von Farben, Lacken, Kunstharzen, Klebstoffen, Teer, Polyester und anderen Kunststoffen stammenden Ethylbenzol, Styrol, Toluol und Xylol ausgewählt. Bei polychlorierten Phenolen (PCPs) wurde der Abbau von 4-Chlorphenol, verschiedenen Dichlorphenol- und des Trichlorphenols-Isomeren untersucht.....
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Bilanzierung des Pak-Abbaus und Erprobung des Erweiterten Laborverfahrens" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft Braunschweig-Völkenrode, Institut für Agrarökologie durchgeführt. Weissfaeulepilze besitzen die Faehigkeit, mit Hilfe eines komplexen, unspezifischen Enzymsystems (Ligninasen), das Lignin des Holzes abzubauen. Aufgrund dieser Enzymausstattung wird diesen Mikroorganismen auch ein grosses Potential zum Abbau persistenter Xenobiotika zugeschrieben. Zu diesen Verbindungen gehoeren auch die polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK), von denen zahlreiche Verbindungen als cancerogen und mutagen eingestuft werden. Ihre Anreicherung in der Umgebung von Kohle und Erdoel verarbeiteten Industrieanlagen stellt ein Gesundheitsrisiko fuer Mensch und Umwelt dar und erfordert bei der Ueberschreitung bestimmter Grenzwerte eine Sanierung der betroffenen Boeden. Neben physikalisch-chemischen Methoden kann die biologische Sanierung unter Einsatz von Mikroorganismen eine oekologisch und oekonomisch guenstige Alternative darstellen. Ziel des durchgefuehrten Forschungsvorhabens war es, wissenschaftliche Grundlagen fuer den Einsatz von Weissfaeulepilzen zur Bodensanierung zu erarbeiten. Dazu wurden zunaechst aus einer ca. 200 Pilzstaemme umfassenden Institutssammlung 57 Pilze auf ihre Faehigkeit getestet, die radioaktiv markierte PAK-Verbindung (4,5,9,10 - 14C) Pyren in Reinkultur auf Stroh zu mineralisieren. Bei zwoelf dieser Pilze waren nach 15 Wochen 45-60 Prozent des eingesetzten HC-Pyrens zu 14C02 mineralisiert. Bei einer Auswahl von gut und schlecht mineralisierenden Pilzen war am Ende der Versuche der groesste Teil der nicht mineralisierten HC-Radioktivitaet mit Wasser extrahierbar. Dies weist auf eine weitgehende Metabolisierung des 14C-Pyrens auch bei den schlecht mineralisierenden Pilzen hin, die den Abbau jedoch nicht bis zum 14C02 leisten konnten. Von den Organismen mit dem besten Mineralisierungspotential wurde aufgrund der guten Kultivierbarkeit und seiner Faehigkeit in Boeden einzuwachsen, der Pilz Pleurotus sp. Florida ausgewaehlt, um seine Abbaukapazitaeten auch fuer andere PAK-Verbindungen zunaechst in Reinkultur und dann in Boeden zu pruefen. Diese Untersuchungen zeigten, dass Pleurotus sp. Florida in Reinkultur in der Lage war, dem Stroh in unterschiedlichen Menge (50, 250, 1250 myg) zugesetzte nicht radioaktiv markierte acht 4-6-Ring EPA-PAK weitgehend zu metabolisieren. Es wurden maximal 20-23 Prozent (Dibenz(a,h)anthracen und Chrysen) bei der niedrigsten Konzentration wiedergefunden. Bei den hoeheren Konzentrationen stieg die wiedergefundene Menge der PAK zwar an, jedoch nicht in dem der Konzentrationserhoehung entsprechenden Mass. Beim Sprung der Anfangsmenge um das 25fache (von 50 auf 1250 myg) stiegen die prozentualen Wiederfindungsraten jedoch lediglich um das 3,6-8,4fache. Auch die gleichzeitig zugesetzten 14C-PAK (4,5,9,10-14C) Pyren, (12-14C) Benz(a)anthracen und (7,10-14C) Benzo(a)pyren wurden in bisher bei Mikroorganismen nicht nachgewiesenem Umfang mineralisiert...
Das Projekt "IBÖ-09: MycoPom - Entwicklung eines Pilzpräparates auf Basis von Traubentrester zur biologischen Sanierung organisch belasteter Böden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RLP AgroScience GmbH durchgeführt. Das Hauptziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines Pilzpräparats zur biologischen Bodensanierung auf Basis von Traubentrester. Hierzu soll der Trester zwei nacheinander ablaufenden Festkörperfermentationen unterzogen werden. Die erste Fermentation läuft anaerob (unter Sauerstoffabschluss) im mesophilen Temperaturbereich (30°-40°C) als Milchsäuregärung ab. Auf diesem Wege konservierter Trester wird anschließend als Ausgangsubstrat in einer aeroben Fermentation in psychrophilem (kleiner als 25°C) Bereich für die Kultivierung von Austernpilzen (Pleurotus ostreatus) verwendet. Nach der mehrwöchigen Besiedlung und Fruktifikation sollen als Nebenprodukt die Fruchtkörper der Pilze geerntet werden. Diese sind reich an Proteine, Ballaststoffe, Vitamine und Mineralstoffe und können als Nahrung- und Futterergänzungsmittel vermarktet, oder zur Gewinnung von Wertstoffen (z.B. Kosmetika, Reinigungsmittel, Baustoffe) genutzt werden. Das erschöpfte Pilzpräparat soll als Hauptprodukt 'Mycopom' dank erhaltener Myzelien und extrazellulären ligninolytischen und zellulolytischen Enzyme als Mycoremediator für in-situ- oder ex-situ-Behandlung von organisch kontaminierten Böden verwendet werden. Das Marktpotential eines solchen Produktes ist als sehr hoch einzustufen, da gemäß der 'Bundesweiten Übersicht zur Altlastenstatistik' zurzeit 351.000 Flächen als altlastenverdächtig erfasst sind. Für die Herstellung vom MycoPom wurde der P. ostreatus gewählt, weil er einer der am meisten untersuchten Weißfäulepilze ist. Durch die Verwendung des agroindustriellen Reststoffes 'Traubentrester' zur Erzeugung des Pilzpräparates werden Stoffkreisläufe geschlossen und somit ein nachhaltiger Beitrag zu einer biobasierten Wirtschaft geleistet.
Das Projekt "Isotopic and Proteomic approaches to Dehalococcoides physiology (ISPADEHAL)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Isotopenbiogeochemie durchgeführt. Objective: We apply for a Marie Curie Intra-European Fellowship for Dr. Ernest Marco-Urrea from Barcelona, Spain, to the group of Dr. Lorenz Adrian at the Helmholtz-Center in Leipzig, Germany. The fellowship will allow Dr. Marco-Urrea a significant expansion of his research experience which currently is focused in the aerobic degradation of halogenated ethenes by white-rot fungi. Dr. Marco-Urrea has published four referenced papers on this topic and has acquired research experience in the USA, but the next step in his career is clearly the widening of his thematic focus and of his methodological capacities in a European context. Both will be provided by the host. Dr. Marco-Urrea will continue to investigate microbial biodegradation of halogenated compounds. However, he will cultivate and perform biochemical test consistently under anaerobic conditions; he will work with halogenated aromatics rather than with aliphatics; and he will work with bacteria rather than with fungi. He will expand his already wide spectrum of techniques to the quantitative analysis of stable isotopes and to proteomic approaches. The project will complement the work that is planned in the group of Dr. Adrian on Dehalococcoides-like Chloroflexi. Dr. Marco-Urrea's main task will be the investigation of the physiological and biochemical characteristics of strain CBDB1 in an isotopic and proteomic context. Strain CBDB1 is a remarkable organism that can transform highly chlorinated dioxins, biphenyls, phenols and benzenes. It is also unique in terms of physiology, morphology and biochemistry, and its genome is fully sequenced. After an initial training phase in which isotope fractionation during growth with perchloroethene will be investigated, Dr. Marco-Urrea will use biochemical and isotopic methods to identify water-soluble electron acceptors for strain CBDB1. In a third phase, an initial proteome map under standard conditions and with alternative electron acceptors will be determined.
Das Projekt "Langzeitmonitoring zum Befall von Kippenwäldern durch Heterobasidion annosum (Fr.) Bref. (Wurzelschwamm)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsinstitut für Bergbaufolgelandschaften (FIB) e.V. durchgeführt. Hintergrund: Seit einiger Zeit treten in 20- bis 40-jährigen Kiefernbeständen auf Kippenstandorten des Braunkohlenbergbaus gravierende Absterbeerscheinungen auf. Als Schadensursache ist der Befall durch den Weißfäulepilz 'Wurzelschwamm' nachweisbar. Im Gegensatz zu natürlichen Waldstandorten ist der Schaderreger in den jungen Ökosystemen der Bergbaufolgelandschaft zunächst nicht präsent. Die Erstinfektion erfolgt durch Basidiosporen des Pilzes, welche Schnittflächen frischer Durchforstungsstubben besiedeln. Einmal etabliert, befällt das Pilzmycel über Wurzelkontakte benachbarte Bäume (Sekundärinfektion). Diese sterben nach kurzer Zeit ab, nur wenige Individuen widerstehen dem Angriff des Erregers. Innerhalb weniger Jahre hat sich so die Schadensfläche vervielfacht, örtlich sind bereits 5 % der Kiefern abgestorben. Offensichtlich ist auf den humusarmen Neulandböden die Aktivität konkurrierender bzw. antagonistischer Pilze ('Gegenspieler') unzureichend. Hohe pH-Werte im Oberboden (pHH2O größer als 5,5) begünstigen zudem den Schadensfortschritt. Die notwendige Aufkalkung schwefelsaurer Kippsubstrate wirkt befallsverschärfend. Ein bislang ungebremster Wurzelschwammbefall stellt die Standorteignung der Gemeinen Kiefer als wichtigster Rekultivierungsbaumart in Frage und gefährdet die aufwändigen Sanierungsmaßnahmen des Bergbaus. Nicht nur aus Sicht der Forstbetriebe besteht somit dringender Handlungsbedarf. Zielsetzung: Um auf diese schwierige Situation angemessen zu reagieren, bedarf es sicherer Schadensprognosen. Voraussetzung ist ein flächenrepräsentatives Langzeitmonitoring, anhand dessen sich der Wurzelschwammbefall frühzeitig erkennen und der weitere Krankheitsverlauf in Abhängigkeit der Standortverhältnisse sowie Bestockungssituation dokumentieren lässt. Ausgehend von 55 boden- und wachstumskundlich inventarisierten Absterbelücken (Dauerbeobachtungspunkte) erfolgt eine fortlaufende Begutachtung der jährlichen Schadensdynamik. So sollen auch Empfehlungen zur Anpassung der Bestandesbehandlung in gefährdeten Kiefernbeständen abgeleitet werden. Im Mittelpunkt der Schadenskontrolle stehen jedoch vorbeugende Forstschutzmaßnahmen in noch weitgehend symptomfreien Beständen. Hierbei erfolgt die Wirksamkeitsprüfung eines antagonistischen Biopräparates (Pilzmyzelsuspension) des heimischen Riesenrindenpilzes (Phlebiopsis gigantea (Fr.) Jülich). Eine Beeinträchtigung der Biodiversität durch gebietsfremde Plizstämme ist somit auszuschließen. Das am Landeskompetenzzentrum Forst Eberswalde (LFE) hergestellte Isolat wird manuell oder mit der Schnittgarnitur eines umgerüsteten Harvesters während des Fällschnittes appliziert. Der Gegenspieler des Wurzelschwamms besetzt den Durchforstungsstubben und unterbindet zu etwa 90 % aller Fälle die Schadinfektion. (Text gekürzt)
Das Projekt "Untersuchungen von biotechnologisch durch den Rotfäulepilz Heterobasidion annosum in vivo degradiertem Fichtenholz mit dem Ziel einer wertschöpfenden Nutzung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie, Forstbotanisches Institut durchgeführt. Im Mittelpunkt steht die Nutzung von rotfaulem Holz zur Herstellung von Produkten mit höherwertiger Wertschöpfung. Dabei soll untersucht werden, in wie weit der Einsatz des in vivo biotechnologisch transformierten Holzes eine deutliche Energieeinsparung bei dem Aufschluss und eine Bindemittelreduzierung bei der Holzwerkstoffherstellung ermöglichen kann. Des Weiteren soll die Möglichkeit der Nutzung von rotfaulem Fichtenholz als Ausgangsmaterial zur Herstellung von hochwertigen Substraten untersucht werden, die als Torfersatz dienen können. Charakterisierung der hergestellten Faserstoffe und Holzspäne (Zerfaserung des Holzes in einem Refiner und Zerspanung des Holzes in einem Messerringzerspaner). Herstellung, Verfahrenstechnische und praxisbezogene Untersuchungen der hergestellten Holzwerkstoffe. Umsetzung der Herstellungsverfahren vom Pilotmaßstab in den Industriemaßstab. Werkstoffprüfung und Produktanalyse. Aufarbeitung des rotfaulen Fichtenholzes als Pflanzensubstrat. Der Energiebedarf bei der Zerfaserung des durch den Weißfäulepilz transformierten Holzes soll bei der Zerfaserung im Refiner deutlich geringer sein als beim Einsatz vom nicht befallenen Holz.
Das Projekt "Biotransformation von dioxinanalogen Verbindungen durch Weißfäulepilze als Grundlage für einen Einsatz dieser Mikroorganismen in biologischen Sanierungsprozessen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Greifswald, Institut für Mikrobiologie und Molekularbiologie durchgeführt.
Das Projekt "Biotransformation von Biarylverbindungen durch Pilze der Gattung Paecilomyces und Fusarium unter besonderer Berücksichtigung des Stammes Paecilomyces lilacinus SBUG-M 1093 - Dissertation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Greifswald, Fachrichtung Biologie durchgeführt. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Biotransformation von Biphenyl, Dibenzofuran und Diphenylether durch filamentöse Pilze zu untersuchen. Ausgehend von Hinweisen auf das besondere Potential verschiedener Deuteromyceten zur Hydroxylierung von Biarylverbindungen sowie von weiteren persistenten Xenobiotika bzw. ihren entsprechenden Modellverbindungen, sollten vorrangig Pilze der Gattungen Fusarium und Paecilomyces auf ihre Fähigkeiten zum Umsatz von Biphenyl, Dibenzofuran und Diphenylether sowie deren niedrigchlorierter Derivate untersucht werden. Die Bildung von monohydroxylierten Produkten war mit Hilfe von HPLC-Analysen für acht Stämme verschiedener Arten der Gattungen Fusarium und Paecilomyces bereits nachgewiesen worden (HAMMER & SCHAUER 1997). Auch in wenigen weiteren Publikationen über die Transformation von Biphenyl, Dibenzofuran und Diphenylether durch einzelne imperfekte Pilze konnten bisher fast ausschließlich nur Hydroxylierungsreaktionen derartiger Verbindungen erfaßt und dargestellt werden. Untersuchungen weiterer Biotransformationsreaktionen waren somit von besonderen Interesse, da einerseits mögliche Ringspaltungsmechanismen in filamentösen Pilzen nur unzureichend bekannt waren und andererseits sich die bisherigen Arbeiten zum Abbau von Biarylverbindungen entweder vorrangig auf Bakterien oder die in Böden nur in geringen Mengen enthaltenen Hefen bzw. Weißfäulepilzen bezogen. Insgesamt 19 verschiedene Stämme der Gattungen Fusarium und Paecilomyces wurden zur Transformation von Biphenyl, Dibenzofuran bzw. Diphenylether untersucht. Dabei konnten in einer Vielzahl der untersuchten Stämme (Biphenyl: 9 von 16 Stämmen, Dibenzofuran: 9 von 19 Stämmen, Diphenylether 2 von 6 Stämmen) Hydroxylierungen dieser Verbindungen nachgewiesen werden. In der Folge konzentrierten sich die Arbeiten auf Paecilomyces lilacinus SBUG-M 1093, da dieser Stamm neben einer starken Akkumulation von Biotransformationsprodukten ein vielfältiges Metabolitenspektrum zeigte. Nach Inkubation vonPaecilomyces lilacinus SBUG-M 1093 mit Biphenyl und hydroxylierten Biphenylderivaten wurden 24, mit Dibenzofuran bzw. hydroxylierten Dibenzofuranderivaten 14 und Diphenylether bzw. hydroxylierten Diphenyletherderivaten 10 Metaboliten nachgewiesen. Daneben weist dieser Stamm die Fähigkeit auf, monochlorierte Biphenyle sowie 4-Chlor- bzw. Bromdiphenylether zu transformieren. Im Vergleich zu Untersuchungen zum Umsatz von Biphenyl durch filamentöse Pilze, bei denen eine maximale Anzahl von sechs unterschiedlichen Hydroxybiphenylen in Cunninghamella elegans (DODGE et al. 1979) identifiziert wurde, konnten in Inkubationsexperimenten mit Paecilomyces lilacinus SBUG-M 1093 neun derartige Oxidationsprodukte nachgewiesen werden. ...
Das Projekt "Sanierungsbegleitende Untersuchungen zur Stoffbilanz u. zur Metabolitenbildung bei der Durchführung eines Weißfäule-Mietenverfahrens zur Reinigung des PAK-kontaminierten Bodens von dem Sanierungsfall 'Veringstraße 2 (Kurztitel: Wissenschaftliches Begleituntersuchungsprogramm (WUP) Veringstraße)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Freie und Hansestadt Hamburg, Behörde für Umwelt und Gesundheit, Institut für Hygiene und Umwelt, Abteilung Mikrobiologischer Verbraucherschutz durchgeführt.
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