Abgeschlossene Forschungsarbeiten:
Erdölmikrobiologie
Aus dem Erdölbereich isolierte Bakterienstämme wurden daraufhin untersucht, ob und unter welchen Bedingungen sie aufgrund ihrer Stoffwechselprodukte für die Verbesserung der Erdölförderung durch Einbringen in die Erdöllagerstätte eingesetzt werden können. Diese Arbeiten wurden durch das BMFT und die Erdölindustrie gefördert. Hierbei bestand Zusammenarbeit mit vier anderen mikrobiologischen Arbeitsgruppen in der Bundesrepublik, mit dem Institut für Erdölforschung Clausthal (Prof. Dr. D. Kessel), und der Erdölindustrie unter der Koordination durch die DGMK, Hamburg. Für die Verbesserung der Erdölförderung in situ ("microbial improved oil recovery, MIOR") kommen insbesondere bakteriell gebildete Biotenside, Gase, Säuren, organische Lösungsmittel und Exopolymere in Betracht. Einige interessante Stämme wurden gefunden.
Weiterhin wurden Untersuchungen zur Mikrobiologie der meist schädlichen Biofilme in Erdölförderanlagen durchgeführt.
Ansprechpartner: Prof. Dr. Rolf Näveke
Grundwassermikrobiologie
In Zusammenarbeit mit dem Institut für Geowissenschaften (Prof. Dr. Wolff) wurden mit Förderung des BMFT mikrobiologische Untersuchungen zu mikrobiellen Stoffumsetzungen im Grundwasserbereich angestellt, insbesondere zur bakteriellen Nitratelimination. Sie ergaben, daß in den untersuchten Aquiferen alle Voraussetzungen für eine Nitrateliminierung durch bakterielle Denitrifikation vorhanden sind, diese jedoch durch Mangel an organischen Stoffen, die als Reduktantien des Nitrats geeignet sind, limitiert ist.
Ansprechpartner: Prof. Dr. Rolf Näveke
Bakterielle Oxydation von Schwermetallsulfiden
Untersuchungen zur bakteriellen Oxydation von Schwermetallsulfiden als Ursache für die Mobilisierung von Schwermetallen. Dieser bakterielle Prozeß hat sowohl ökologische wie auch technische Bedeutung: Schwermetalle werden durch die Aktivität von sulfidoxidierenden Bakterien aus unlöslichen Verbindungen gelöst und kontaminieren Gewässer und Böden. Schwefelsaure, schwermetallhaltige Grubenwässer ("acid mine drainages, AMD") entstehen so beim bergmännischen Abbau von Kohle und sulfidischen Erzen. Andererseits können auf diese Weise Schwermetalle industriell aus sulfidischen Erzen gewonnen werden. Mehrere vom BMFT geförderte Gemeinschaftsprojekte wurden bearbeitet, unter anderem eins im Rahmen der deutsch-rumänischen Zusammenarbeit, an dem mehrere deutsche und rumänische Arbeitsgruppen beteiligt waren. Dieses wurde mit einem gemeinsamen Versuch zur mikrobiellen Erzlaugung in einer rumänischen Sulfiderzgrube abgeschlossen. Zuletzt untersuchten wir insbesondere die Auflösung von Schwermetallsulfiden durch das autotrophe Bakterium Leptospirillum ferrooxidans. Diese Untersuchungen wurden zum Teil durch das BMFT und durch Industrieunternehmen gefördert.
Ansprechpartner: Prof. Dr. Rolf Näveke
Mikrobiologische Behandlung saurer, schwermetallhaltiger Grubensickerwässer
Sickerwässer aus Gruben und Halden des Kohle- und Sulfiderz-Bergbaus stellen durch ihre hohe Acidität (pH 2-3) und hohe Konzentrationen an verschiedenen Schwermetallen und Sulfat (siehe "Bakterielle Oxydation von Schwermetallsulfiden") eine erhebliche Gefahr für Oberflächengewässer, Grundwässer und Böden dar (Versauerung, Vergiftung durch Schwermetalle). Unsere Arbeitsgruppe untersuchte einerseits die mikrobielle Genese dieser "acid-mine-drainages", "AMD", besonders im Hinblick auf Möglichkeiten zur Vermeidung ihrer Entstehung, und entwickelte andererseits (mit Unterstützung durch Industrieunternehmen) biotechnologische Verfahren zur AMD-Behandlung unter Einsatz von sulfatreduzierenden Bakterien (SRB), die Schwefelwasserstoff bilden.
Ansprechpartner: Prof. Dr. Rolf Näveke
Mikrobiologische Abfallbehandlung
Mit mikrobiologischen Untersuchungen zur Restmüllbehandlung war die Arbeitsgruppe an einem vom Umweltbundesamt geförderten Projekt des Leichtweiß-Instituts für Wasserbau (Prof. Dr.-Ing. Collins) beteiligt. In diesem Projekt sollten mikrobielle Behandlungsverfahren auf ihre Fähigkeit zur möglichst weitgehenden Eliminierung mikrobiell abbaubarer Stoffe untersucht werden. Derartige Stoffe sind die Ursache für die Instabilität des zu deponierenden Abfalls, sie führen zu mikrobiellen Stoffumsetzungen im Deponiekörper mit Bildung von unerwünschten Stoffwechselprodukten. Untersucht wurden Vorbehandlungsverfahren mit Alternanz aerober und anaerober Bedingungen.
Ansprechpartner: Prof. Dr. Rolf Näveke
Abwassermikrobiologie
Mikrobiologische Untersuchungen zum Klärschlammabbau wurden in Zusammenarbeit mit dem Institut für Mechanische Verfahrenstechnik (Prof. Dr.-Ing. J. Schwedes), dem Institut für Siedlungswasserwirtschaft (Prof. Dr.-Ing. N. Dichtl) und dem Institut für Bioverfahrenstechnik (Prof. Dr.-Ing. D. C. Hempel) im Rahmen der DFG-Forschergruppe "Biologische Prozesse mit dispersen Feststoffen" durchgeführt. In diesem, von der DFG geförderten Projekt "Verbesserter Abbau von Klärschlämmen durch Zellaufschluß" wurde möglichst weitgehender biologischer Abbau kommunaler Klärschlämme angestrebt. Die mechanische Behandlung von Klärschlämmen vor dem biologischen Prozeß führt zu einem beschleunigten und weitergehenden Abbau der organischen Stoffe. Die Verfahrensführung des biologischen Abbaus wurde hinsichtlich einer hohen Raum-Zeit-Umsatzrate untersucht. Durch mikrobiologische Untersuchungen sollte die Optimierung der Abbauprozesse und eine Reduzierung schwer abbaubarer Substanzen erreicht werden. Eine mechanische oder oxidative Behandlung des ausgefaulten Schlammes soll weitere organische Bestandteile bioverfügbar machen und das Entwässerungsverhalten der letztlich anfallenden Restschlämme verbessert werden. Das Gesamtziel war ein möglichst weitgehender biologischer Abbau der Schlämme und eine möglichst geringe Restschlammenge.
Ansprechpartner: Prof. Dr. Rolf Näveke