Steigende Bev\u00f6lkerung sowie technologischer und industrieller Fortschritt f\u00fchren zu einem stark erh\u00f6hten Energiebedarf, der auf Grund der globalen Klimaver\u00e4nderung durch zuverl\u00e4ssige und nachhaltige Erzeugung gedeckt werden muss. In L\u00e4ndern mit ausgepr\u00e4gtem Landwirtschaftssektor, wie zum Beispiel Deutschland, wurden daf\u00fcr eine Vielzahl Biogasanlagen errichtet, die allerdings Probleme wie ein mangelndes W\u00e4rmenutzungskonzept, Kohlenstoffdioxidentstehung und die Akkumulation von Oberfl\u00e4chenwasser (OW) mit sich bringen. Oberfl\u00e4chenw\u00e4sser entstehen, wenn Regen N\u00e4hrstoffe von gelagerten Nutzpflanzen sowie beim Transport herabgefallenen Pflanzenresten, D\u00fcngemitteln, G\u00fclle oder Mist auf versiegelten Fl\u00e4chen ausw\u00e4scht. Um der starken Anreicherung mit N\u00e4hrstoffen und organischen Materialien entgegenzuwirken, wurde 2016 eine hoch technologisierte Aufbereitungsanlage entwickelt, die sich bis jetzt wegen zu hohen Anschaffungskosten und mangelnder Kompetenzen f\u00fcr Anlagentechnik in landwirtschaftlichen Betrieben nicht durchsetzen konnte. Wegen unwirtschaftlicher Alternativen wird das OW auf landwirtschaftlichen Fl\u00e4chen verregnet und damit zu einem Problem f\u00fcr die Umwelt. Der niedrige pH-Wert von OW f\u00fchrt zur Versauerung des Bodens weshalb die Humusbildung eingeschr\u00e4nkt wird. Dadurch kommt es zu N\u00e4hrstoffarmut des Bodens und verringerter Pufferkapazit\u00e4t, wodurch Metalle wie Aluminium h\u00e4ufiger im Wasser gel\u00f6st werden und ihre toxische Wirkung auf die Pflanzen entfalten. Die im OW enthaltenen N\u00e4hrstoffe k\u00f6nnen von dem gesch\u00e4digten Boden nicht gehalten werden und geraten durch Auswaschen in Wasserk\u00f6rper. Insbesondere die im OW hochkonzentrierten Phosphorverbindungen, die in Gew\u00e4ssern nat\u00fcrlicherweise wachstumsminimierend sind, f\u00fchren zu einer Eutrophierung, die das Erreichen eines guten \u00f6kologischen Zustands nach Wasserrahmenrichtlinie (EU-WRR) unm\u00f6glich macht. Die bisher \u00fcbliche, unbehandelte Lagerung von OW in offenen Folienbecken setzt durch bakterielle Abbauprozesse Gase wie Methan und CO2 frei, die den Treibhauseffekt vorantreiben. Der Einsatz von Mikroalgen (MA) k\u00f6nnte hier eine kosteng\u00fcnstige und nachhaltige Methode zur Aufreinigung des OW darstellen, da vorhandene N\u00e4hrstoffe in Biomasse umgewandelt werden w\u00e4hrend CO2 verbraucht wird. Es konnte bereits gezeigt werden, dass dieser Prozess auch in stark n\u00e4hrstoffbelastetem Abwasser stattfindet. Aufgrund festgestellter Anpassungen von MA an ihr Habitat, ist es besonders sinnvoll, diese direkt aus dem OW zu isolieren. Im geplanten Projekt sollen daher MA mittels Fluorescence Activated Cell Sorting, welches sich durch pr\u00e4zise Sortierung einzelner Partikel aus heterogenen Umweltproben in den letzten Jahren hervorgetan hat, und der klassischen Ausstrichmethode isoliert werden. Eine Analyse bez\u00fcglich Wachstum, N\u00e4hrstoffaufnahme und Flockung der MA soll dar\u00fcber entscheiden, wie aus diesen im Projekt Mischkulturen etabliert werden. Derartige Mischkulturen k\u00f6nnen durch Interaktionen der MA untereinander und mit Bakterien oder Pilzen eine Flockung erfahren, welche das Problem der Trennung von MA und gereinigtem Wasser am Ende des Prozesses durch Sedimentation umgeht. Daf\u00fcrsind extrazellul\u00e4re polymere Substanzen (EPS), \u00fcber die noch wenig bekannt ist, von entscheidender Bedeutung, weil sie eines der gr\u00f6\u00dften Probleme in der biotechnologischen Verwendung von MA l\u00f6sen k\u00f6nnen. In dieser Arbeit werden daher die EPS auf ihre Inhaltsstoffe untersucht und mit konfokaler Laserscan-Mikroskopie sichtbar gemacht. Die Erkenntnisse der Laboruntersuchungen werden in einem Pilotprojekt auf der Biogasanlage der Firma Biogas Linnau GmbH & Co. KG mit dem Ziel umgesetzt eine OW-Reinigung mit MA zu etablieren. Es wird erwartet, dass auf Grund der einfachen Handhabung ein kosteng\u00fcnstiges Verfahren entwickelt wird, welches das Problem der Umweltbelastung durch OW nachhaltig und fl\u00e4chendeckend minimieren kann.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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