MOE-Fellowship

Kamile Jonynaite

Verbesserung der Bio-Abwassersanierung durch die Interaktionen zwischen Algen und ihrem Mikrobiom

Es ist bekannt, dass die rasche weltweite Verstädterung die Risiken für die vorhandenen Süßwasserressourcen erhöht. Jüngsten Studien zufolge fallen weltweit jährlich 359,4 × 109 m3 Abwasser an, von denen 63% gesammelt und 52% behandelt werden. Die Verwendung von Mikroalgen gilt als eine der vielversprechendsten Technologien für die Abwasserbehandlung und die Biokraftstoffgewinnung.
Allerdings gibt es noch einige Herausforderungen bei der Nutzung dieser Technologie. Eine der wichtigsten ist das Anbausystem. Um das Volumen des gerei-nigten Abwassers zu erhöhen und die Kosten des Prozesses zu senken, werden Algen in offenen Systemen gezüchtet. Aber auch hier gibt es noch Probleme zu lösen. Umweltfaktoren haben einen erheblichen Einfluss auf den Anbauprozess. Mikrobiologische Umweltfaktoren (Bakterien, Viren) können eine Symbiose bilden und das Algenwachstum positiv stimulieren. Andererseits kann es zu negativen Wechselwirkungen kommen, die die Algen zerstören können. Dies verändert nicht nur die Produktivität der Algen und die Leistung des behandelten Abwassers, sondern auch die Reinheit der wertvollen Algenprodukte.

Wie bereits erwähnt, sind Mikroalgen aufgrund ihrer Nährstoffzusammensetzung eine alternative Quelle für Nährstoffe und bioaktive Substanzen für verschiedene Industriezweige. Die Bioverfügbarkeit und Extraktion von Mikroalgennährstoffen wird jedoch durch die starre und unverdauliche Zellwand eingeschränkt.

Die Elektroimpuls-Behandlung (EIB-Methode) gilt als die effektivste Methode der Zellzerstörung, da das freigesetzte Produkt nicht mit Chemikalien oder anderen Bestandteilen der zerstörten Zelle kontaminiert ist. Eine neuere Studie hat gezeigt, dass die EIB dazu beiträgt, die spezifische Verbindung zu isolieren, die zum Absterben der Algen führt. Es gibt jedoch keine Informationen darüber, wie sich dieser Sterblichkeitsfaktor auf das Algenmikrobiom auswirkt, das, wie bereits erwähnt, für die Steigerung der Algenproduktivität wesentlich ist.

Daher besteht das Hauptziel dieser Studie darin, zu untersuchen, wie die Interaktionen zwischen Algen unter verschiedenen Wachstumsbedingungen ablaufen und wie die EIB-Behandlung die Art der Interaktionen zwischen den Arten beeinflussen kann.


Übersicht

Förderzeitraum

01.09.2021 - 28.02.2022

Institut

Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Institut für Hochleistungsimpuls- und Mikrowellentechnik (IHM) CampusNord, Gebäude 630

Betreuer

Dr. Wolfgang Frey

Kontakt

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