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: Biotechnologische Entsorgung von Altholz; Entwicklung von Partikelwerkstoffen auf der Basis von Altholz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Holz- und Papiertechnik durchgeführt. Die Entsorgung von Altholz und gebrauchten Moebeln ist bereits jetzt ein erhebliches Umweltproblem. In den naechsten Jahren ist mit einem steigenden Anfall zu rechnen. Die stoffliche Nutzung des Altholzes wird jedoch durch den Gehalt an Fremdstoffen stark erschwert. Deshalb ist ein wichtiger Bestandteil der Forschungsarbeiten die mechanische, chemische und biologische Aufbereitung des Holzes, um nach ausgewaehlten Technologien anschliessend Holzwerkstoffe herzustellen. Die technologische Bearbeitung, Pruefung und anwendungstechnische Untersuchung dieser Werkstoffe ist Hauptteil der Forschung. Je nach dem Grad der Belastung des Altholzes wird an zwei Alternativen gearbeitet: 1) Abbau der Schadstoffe durch die Behandlung mit Pilzen und Einsatz des so behandelten Holzes als Rohstoff fuer die Herstellung von Holzwerkstoffen. 2) Bei hoher Belastung bzw unguenstigen Holzeigenschaften des Ausgangsmaterials erfolgt ein vollstaendiger Abbau durch Weissfaeulepilze.
Das Projekt "Aufnahme- und Abbaufaehigkeit des Nitroaromaten 2,4,6-Trinitrotoluol (TNT) und dessen Metaboliten durch Weissfaeulepilze am Beispiel von Phanerochaeta chrysosporium und Ph. sordida in Verbindung mit streuabbauenden Pilzen, insb.auch Mykorrhizapilzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Zentrum für Umweltforschung und Umwelttechnologie, Abteilung 2 Angewandte Botanik,Physiologische Pflanzenanatomie durchgeführt. An einem Modellsystem wurde die Abbaufaehigkeit von TNT durch Weissfaeulepilze untersucht und durch Zugabe unterschiedlicher Kohlenhydratquellen wie auch Zuschlagstoffen optimiert. Das Modell soll dahingehend erweiter und optimiert werden, dass Lebensgemeinschaften aus Weissfaeulepilzen, Bodenmikroorganismen, streuabbauenden Pilzen und Mykorrhizen zu einem voelligen Abbau/Festlegung von TNT-Metaboliten fuehren. In Rhizotronexperimenten ist dies gelungen. Die Erprobung im Freiland steht an. Weiterfuehrende Experimente haben gezeigt, dass das Verfahren in situ einsetzbar und zum Abbau vielfaeltiger Bodenkontaminationen - insbesondere schwer abbaubarer Organica - einsetzbar ist. Dies soll ueberprueft und optimiert werden.
Das Projekt "Dekontamination dioxinbelasteter Boeden durch saprophytaere Pilze" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Ulm, Abteilung Analytische Chemie und Umweltchemie durchgeführt. Pilze werden immer haeufiger zum Abbau von organischen Umweltgiften wie etwa aromatischen Kohlenwasserstoffen, halogenierten aromatischen Kohlenwasserstoffen, polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) und polychlorierten Biphenylen (PCB) eingesetzt. Dabei haben sich insbesondere Weissfaeulepilze bewaehrt. Diese spielen im Naturhaushalt durch ihre Faehigkeit zum Holzabbau eine wichtige Rolle. Sie weisen ein besonders leistungsstarkes Enzymsystem auf und sind dadurch in der Lage, auch ein breites Spektrum naturfremder organischer Substanzen menschlicher Herkunft - sogenannte Xenobiotika - abzubauen. Um diese holzbewohnenden Pilze zur Sanierung von Boden einsetzen zu koennen, muss in den Boden Substrat wie Holz oder Stroh eingearbeitet werden. Dadurch werden die Weissfaeulepilze zum Wachstum in einem fuer sie fremden Milieu angeregt. Die Untersuchungen zeigen, dass chlorierte Dioxine und chlorierte Furane in unterschiedlichem Masse durch Weissfaeulepilze abgebaut werden. Kein Abbau wurde fuer die Chlorierungsgrade 4-8 fuer die Dioxine wie fuer die Chlorierungsgrade 5-8 fuer die Furane und auch nicht fuer die Kongeneren der 2,3,7,8-Klasse festgestellt. Eine Minderung des TE-Wertes in ng/kg in den beschichteten Holzspaenen wie auch den Dioxin-belasteten Bodenproben ist nach zwoelf Wochen nicht gegeben. Unabhaengig von diesen fuer die TE-WertMinderung bisher nicht greifenden Ergebnissen kann festgestellt werden, dass der beobachtete Dioxin-Abbau weit ueber das hinausgeht, was bis dahin in der Literatur berichtet wurde. Im vorliegenden FE-Verfahren konnte darueber hinaus jedoch der Abbau von mono- bis trichlorierten Dioxinen und mono- bis tetrachlorierten Furanen in zum Teil essentieller Weise erreicht werden.
Das Projekt "Teilprojekt A 02: Reinigung von Abwaessern aus der Zellkstoffindustrie - Faellung und Ozonung in Kombination mit biologischer Behandlung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Technischen Umweltschutz, Fachgebiet Wasserreinhaltung durchgeführt. In diesem Projekt sollen fuer Abwaesser der Zellstoffbleichereien mit persistenten Ligninderivaten und organischen Chlorverbindungen, die wegen der variablen Bleichtechniken und Holzsorten unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen, geeignete Verfahrenskombinationen von Faellung, Ozonung und biologischer Behandlung durch Weissfaeulepilze und Bakterien entwickelt und optimiert werden. Die Faellung wird vergleichend mit drei Zusatzstoffen (Al3 plus, Ca(OH)2, Mg(OH)2) durchgefuehrt, wobei Untersuchungen zu einer moeglichen Faellmittelrueckgewinnung durch Ultrafiltration und Ionentausch durchgefuehrt werden.
Das Projekt "Aerobe biologische Behandlung von Abwaessern der Textilfaerberei unter Einsatz von Weissfaeulepilzen und Bakterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Verfahrenstechnk, Fachgebiet Umweltverfahrenstechnik durchgeführt. Aus vorhergehenden Untersuchungen war bekannt, dass sich bei der anaeroben Spaltung von Azofarbstoffen durch Bakterien toxische und stabile Metaboliten bilden koennen. In diesem Projekt soll die Entfaerbung durch Weissfaeulepilze vorgenommen werden, und es soll versucht werden, die sich hier bildenden voellig anderen Metabolite durch Bakterien abzubauen. Erste Versuche zeigen, dass diese Entfaerbung auch mit Hilfe einer auf Cellulosebasis aufgebauten Schlichte als Auxiliarsubstrat im Batch-Reaktor moeglich ist. Zur Zeit wird versucht, den Prozess in einem Konti-Reaktor mit Pilzrueckhaltung zu ueberfuehren.
Das Projekt "Teilprojekt A 01: Reinigung von Abwaessern aus der Zellstoffindustrie: Einsatz von Pilzen zur Eliminierung von Abwasserligninen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Fakultät III Prozesswissenschaften, Institut für Biotechnologie, Fachgebiet Angewandte Biochemie durchgeführt. Es werden vor allem ligninabbauende Weissfaeulepilze auf ihre Faehigkeit hin geprueft, modifizierte, biologisch sonst kaum abbaubare Ligninderivate aus Zellstoffabwaessern abzubauen. Untersucht werden: Depolymerisation hochmolekularer Ligninderivate, Aromatenabbau, Farbreduzierung, Dechlorierung (Bleichereiabwaesser) an unterschiedlichen Abwassertypen aus der Industrie. Besondere Schwerpunkte liegen bei dem artspezifisch unterschiedlichen Verhalten der Pilze gegenueber den verschiedenen Abwasserligninen und den am Abbau beteiligten Enzymen.
Das Projekt "Biotechnologische Verwertung und Entsorgung von cellulytischen und ligno-cellulytischen Abfaellen - Teilvorhaben 1: Aufbereitung und mykotechnische Behandlung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wissenschaftlich-Technisches Zentrum der holzverarbeitenden Industrie GmbH durchgeführt. Untersuchung, inwieweit Weissfaeulepilze fuer die Entsorgung und das Recycling von Altholz eingesetzt werden koennen mit gleichzeitiger Eliminierung der dort vorhandenen organischen Schadstoffe. Dabei sollen, je nach Art und Grad der Belastung, zwei Alternativen verfolgt werden: 1) Abbau der Schadstoffe durch die Behandlung mit Pilzen und Einsatz des so behandelten Holzes als Rohstoff fuer Herstellung von Holzwerkstoffen. Somit wuerde Sondermuell durch biotechnologische Behandlung in wertvollen Rohstoff umgewandelt. 2) Bei hoher Belastung bzw unguenstigen Holzeigenschaften des Ausgangsmaterials: Vollstaendiger Abbau durch die Weissfaeulepilze. Das Verfahren haette den Vorteil, dass es keinen Deponieraum benoetigt, unter vollstaendig kontrollierten Bedingungen abwasserfrei arbeitet und das Holz weitgehend zu Kohlendioxid und Wasser mineralisiert wird. Der hier vorgestellte Entsorgungsansatz soll Alternativen sowohl zur Sondermuelldeponie als auch zur Sondermuellverbrennung erarbeiten.
Das Projekt "Sanierungsbegleitende Untersuchungen zur Stoffbilanz, Metabolitenbildung und der Entstehung von gebundenen Rueckstaendsverfahren zur Reinigung eines mit polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) kontaminierten Bodens" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Arbeitsbereich Biotechnologie II - Biotransformation und -Sensorik durchgeführt. Im Auftrag der Umweltbehoerde Hamburg werden ca. 4.800t Boden, der mit polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) belastet ist, mikrobiologisch saniert. Eine von der Stadt Hamburg beauftragte Firma wendet hierbei ein Off-Site-Weissfaeulepilz-Mietenverfahren mit Pleurotus ostreatus an. In dem wissenschaftlichen Begleituntersuchungsprogramm (WUP) soll der Sanierungserfolg untersucht werden. Vor allem ist die vollstaendige Bilanzierung der Schadstoffe und deren Umwandlungsprodukte, die Entstehung von nicht extrahierbaren Rueckstaenden (bound residues), deren Langzeitverhalten sowie die Entstehung toxischer Abbauprodukte im Sinne einer Gefahrenbewertung von Interesse. Die Untersuchungen erfolgen sowohl an Proben der Sanierungsmieten wie auch in Laborbioreaktoren unterschiedlicher Groessenordnung (100L bis 1L Volumen). Der Einsatz von Bioreaktoren ermoeglicht die Erfassung der PAK in allen Stoffpfaden, so z.B. auch in der Gasphase. Durch den Einsatz von 14C-markierten PAK in 1l-Bioreaktoren kann der Verbleib der Schadstoffe vollstaendig bilanziert werden und die Entstehung von gebundenen Rueckstaenden ist quantifizierbar.
Das Projekt "Screening von Weissfaeulepilzen auf ihre Faehigkeit, polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe in belasteten Boeden zu mineralisieren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft Braunschweig-Völkenrode, Institut für Bodenbiologie durchgeführt. Neben physikalisch-chemischen Techniken koennen biologische Verfahren eine oekonomische und effiziente Alternative der Bodensanierung darstellen. Bei diesen auf den Abbauleistungen von Mikroorganismen basierenden Verfahren haben Weissfaeulepilze in juengster Zeit zunehmende Beachtung gefunden. Diese Organismen besitzen die Faehigkeit, durch ein Inventar unspezifischer Enzymsysteme (Ligninasen) den sonst mikrobiell kaum angreifbaren Naturstoff Lignin abzubauen. In der Literatur wird beschrieben, dass der Weissfaeulepilz Phanerochaete chrysosporium neben seiner lignolytischen Aktivitaeten auch hohe Potenzen besitzt, verschiedene rekalcitrante Xenobiotica abzubauen. Diese Faehigkeit wird der unspezifischen radikalischen Oxidation durch die Ligninasen zugeschrieben. Ziel des laufenden Forschungsvorhabens ist es, in einem Screening mehr als 200 Weissfaeulepilze auf ihre Faehigkeit zu untersuchen, polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAKs) in Boeden zu mineralisieren. Unter Einsatz von 14C-markierten 4-und 5-Ring PAKs wurden bei den bisher geprueften 60 Pilzen mehrere Staemme gefunden, die offenbar in synergistischer Aktion mit der nativen Flora hohe Abbauraten in Boeden zeigten. Dabei zeigte sich jedoch auch eine hohe Abhaengigkeit der Mineralisierung von dem Grad der Adsorption der PAKs an Bodenbestandteile und somit der Bioverfuegbarkeit.
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