Wotte, Andre (2011)

Thema

Die Konservierung, Lagerung und Reaktivierung von an Nitrifikationshemmstoffe adaptierten Mikroorganismen

Aufgabenstellung

Die Prozesse der Abwasserreinigung beinhalten Optionen zur Beeinflussung der Ablaufzusammensetzung, so dass die Bedingungen für ökotechnologische Maßnahmen im Fließgewässer und in der Kläranlage vorteilhaft werden. Das Prozesswasser der Schlammbehandlung eignet sich auf Grundlage der hohen Ammoniumkonzentrationen und der hohen Temperatur zur Akkumulation von Stoffen und Mikroorganismen.

Im Rahmen der DA sollen Mikroorganismen (MO), welche an die Nitrifikationshemmstoffe Allylthioharnstoff, 1,2,4-Triazol und 3-Methylpyrazol adaptiert wurden, auf ihre Eignung zur Lagerung hin untersucht werden. Hierbei geht es zentral um die Frage des Einflusses der Konservierungsart und -dauer auf die zuvor erfolgte Adaption an die genannten Hemmstoffe.

Die MO sollen nach erfolgreicher Reaktivierung mittels verschiedener analytischer Methoden auf ihre Aktivität und Flexibilität hinsichtlich variierender Milieubedingungen getestet werden, wobei der Fokus hierbei vor allem bei der Temperatur und der Konzentration an Ammonium liegen soll.

Im Rahmen dieser Diplomaufgabe ist ausgehend von einer detaillierten Literaturrecherche, die auf bisherigen Erkenntnissen aufbaut, die Reaktion von speziell gezüchteten MO-Populationen auf Konservierungsverfahren zu untersuchen. Die Analyse der gezüchteten MO-Populationen soll vorzugsweise auf Basis von Respirationstests erfolgen.

Autorenreferat

In der Abwasserbehandlung gibt es Maßnahmen die Ablaufzusammensetzung zu beeinflussen. Es soll geprüft werden, ob sich nitrifizierende MO für eine Konservierung und Lagerung eignen.

Die MO wurden mittels der Verfahren des Einfrierens und der Gefriertrocknung konserviert. Das Gefrieren der Zellen der MO erfordert die Zugabe von Schutzstoffen, die eine Denaturierung oder das Platzen der Zellen bei der Eisbildung verhindern. Auf ihre Schutzwirkung hin wurden drei häufig verwendete Stoffe untersucht. Die gefrorenen Proben wurden bei -18°C und die gefriergetrockneten im Kühlschrank bei 5°C gelagert. Nach unterschiedlich langer Lagerungszeit wurden die Proben reaktiviert und auf ihre Aktivität und Flexibilität hin untersucht. Eine positive Wirkung der Schutzstoffe auf die Überlebensrate der MO konnte nachgewiesen werden. Ein Nachweis der Aktivität der nitrifizierenden MO nach der Reaktivierung war schwierig, da die Methoden aufgrund der Biodiversität sehr begrenzt sind. Erschwerend kam hinzu, dass die Schutzstoffe organischen Ursprungs sind und dem MO als Kohlenstoffquelle dienen. Eine Messung der Nitrifikantenaktivität mittels Respirationsmessungen wurde aus diesem Grund erschwert. Die Nitrifikation konnte bei den Gefrierproben nur für Glycerin nachgewiesen werden. Bei der Gefriertrocknung fällt die Aktivität mit zunehmender Lagerzeit stark ab.

Betreuung