Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

 

Verbundvorhaben: Spurenelemente durch Energiepflanzen - Stoffströme und Handlungsempfehlungen für eine optimierte Prozessbiologie in Biogasanlagen; Teilvorhaben 4

Anschrift
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ - Fachbereich Umwelttechnologie - Department Umweltmikrobiologie
04318 Leipzig
Permoserstr. 15
Kontakt
Dr. Heike Sträuber
Tel: +49 341 2434-563
E-Mail: heike.straeuber@ufz.de
FKZ
22019214
Anfang
01.12.2014
Ende
31.03.2018
Aufgabenbeschreibung
Bei alleinigem Maissilage-Input (minimale Cobaltgehalte) in Biogasanlagen reichen die Spurenelemente für eine optimale Methanbildung nicht aus. Derzeit werden in Deutschland in mehr als 3.000 Biogasanlagen industrielle Additive zugefüttert, um dem Mangel zu begegnen. Das hilft zwar, birgt aber Umweltrisiken und verursacht Kosten. Andere mögliche Energiepflanzen kumulieren im Vergleich zu Mais erheblich mehr an essenziellen Spurenelementen. Durch die Zumischung anderer Energiepflanzen sollte es möglich sein, eine ausreichende Spurenelementversorgung für die Vergärung zu gewährleisten, wodurch auf künstliche Spurenelementadditive verzichtet werden könnte. In quasi-kontinuierlichen Laborfermentern wird dies verifiziert. Korrelationen von Elementkonzentrationen, Prozessdaten sowie der Zusammensetzung und Aktivität der mikrobiellen Gemeinschaften im Biogasreaktor sollen grundlegende Zusammenhänge aufzeigen. Ökologische, soziale und ökonomische Aspekte fließen in die Bewertung der Anbauwürdigkeit der untersuchten Energiepflanzen ein. Mit einem vielfältigeren Energiepflanzenanbau werden Nachhaltigkeitsansprüche an die Biogaserzeugung deutlich besser erfüllt. Proben der quasi-kontinuierlichen Gärtests werden quantitativen und qualitativen Analysen der mikrobiellen Gemeinschaften unterzogen. Die 16S rRNA Gene der Bakterien bzw. das mcrA Gen der Methanogenen dienen als Target. Mit T-RFLP Fingerprinting-Techniken auf DNA- und RNA-Basis werden Dynamik und Aktivität analysiert. Klonierung und Sequenzierung dienen der Zuordnung von Sequenzdaten zu abundanten T-RFs. Mittels qPCR soll die Menge an mcrA mRNA ermittelt werden. Die gewonnenen Datensätze werden zusammen mit den physikochemischen Betriebsparametern (DBFZ) und den Ergebnissen der Spurenelementanalysen (GZG) multivariaten, statistischen Analyseverfahren unterzogen. Dadurch sollen direkte Zusammenhänge und Abhängigkeiten zwischen mikrobiellen Gemeinschaften und den entsprechenden Reaktorbedingungen aufgezeigt werden.

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