Steigende Bev\u00c3\u00b6lkerung sowie technologischer und industrieller Fortschritt f\u00c3\u00bchren zu einem stark erh\u00c3\u00b6hten Energiebedarf, der auf Grund der globalen Klimaver\u00c3\u00a4nderung durch zuverl\u00c3\u00a4ssige und nachhaltige Erzeugung gedeckt werden muss. In L\u00c3\u00a4ndern mit ausgepr\u00c3\u00a4gtem Landwirtschaftssektor, wie zum Beispiel Deutschland, wurden daf\u00c3\u00bcr eine Vielzahl Biogasanlagen errichtet, die allerdings Probleme wie ein mangelndes W\u00c3\u00a4rmenutzungskonzept, Kohlenstoffdioxidentstehung und die Akkumulation von Oberfl\u00c3\u00a4chenwasser (OW) mit sich bringen. Oberfl\u00c3\u00a4chenw\u00c3\u00a4sser entstehen, wenn Regen N\u00c3\u00a4hrstoffe von gelagerten Nutzpflanzen sowie beim Transport herabgefallenen Pflanzenresten, D\u00c3\u00bcngemitteln, G\u00c3\u00bclle oder Mist auf versiegelten Fl\u00c3\u00a4chen ausw\u00c3\u00a4scht. Um der starken Anreicherung mit N\u00c3\u00a4hrstoffen und organischen Materialien entgegenzuwirken, wurde 2016 eine hoch technologisierte Aufbereitungsanlage entwickelt, die sich bis jetzt wegen zu hohen Anschaffungskosten und mangelnder Kompetenzen f\u00c3\u00bcr Anlagentechnik in landwirtschaftlichen Betrieben nicht durchsetzen konnte. Wegen unwirtschaftlicher Alternativen wird das OW auf landwirtschaftlichen Fl\u00c3\u00a4chen verregnet und damit zu einem Problem f\u00c3\u00bcr die Umwelt. Der niedrige pH-Wert von OW f\u00c3\u00bchrt zur Versauerung des Bodens weshalb die Humusbildung eingeschr\u00c3\u00a4nkt wird. Dadurch kommt es zu N\u00c3\u00a4hrstoffarmut des Bodens und verringerter Pufferkapazit\u00c3\u00a4t, wodurch Metalle wie Aluminium h\u00c3\u00a4ufiger im Wasser gel\u00c3\u00b6st werden und ihre toxische Wirkung auf die Pflanzen entfalten. Die im OW enthaltenen N\u00c3\u00a4hrstoffe k\u00c3\u00b6nnen von dem gesch\u00c3\u00a4digten Boden nicht gehalten werden und geraten durch Auswaschen in Wasserk\u00c3\u00b6rper. Insbesondere die im OW hochkonzentrierten Phosphorverbindungen, die in Gew\u00c3\u00a4ssern nat\u00c3\u00bcrlicherweise wachstumsminimierend sind, f\u00c3\u00bchren zu einer Eutrophierung, die das Erreichen eines guten \u00c3\u00b6kologischen Zustands nach Wasserrahmenrichtlinie (EU-WRR) unm\u00c3\u00b6glich macht. Die bisher \u00c3\u00bcbliche, 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\u00c3\u00b6nnte hier eine kosteng\u00c3\u00bcnstige und nachhaltige Methode zur Aufreinigung des OW darstellen, da vorhandene N\u00c3\u00a4hrstoffe in Biomasse umgewandelt werden w\u00c3\u00a4hrend CO2 verbraucht wird. Es konnte bereits gezeigt werden, dass dieser Prozess auch in stark n\u00c3\u00a4hrstoffbelastetem 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\u00c3\u00a4zise Sortierung einzelner Partikel aus heterogenen Umweltproben in den letzten Jahren hervorgetan hat, und der klassischen Ausstrichmethode isoliert werden. Eine Analyse bez\u00c3\u00bcglich Wachstum, N\u00c3\u00a4hrstoffaufnahme und Flockung der MA soll dar\u00c3\u00bcber entscheiden, wie aus diesen im Projekt Mischkulturen etabliert werden. Derartige Mischkulturen k\u00c3\u00b6nnen 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\u00c3\u00bcrsind extrazellul\u00c3\u00a4re polymere Substanzen (EPS), \u00c3\u00bcber die noch wenig bekannt ist, von entscheidender Bedeutung, weil sie eines der gr\u00c3\u00b6\u00c3\u0178ten Probleme in der biotechnologischen Verwendung von MA l\u00c3\u00b6sen k\u00c3\u00b6nnen. 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\u00c3\u00bcnstiges Verfahren entwickelt wird, welches das Problem der Umweltbelastung durch OW nachhaltig und fl\u00c3\u00a4chendeckend minimieren kann.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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