Iron cycling in freshwater sediments under oxic and anoxic conditions.

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Eisen gehört zu den quantitativ bedeutendsten Elementen in der Erdkruste. Darüber hinaus gehört es zu den häufigsten redoxaktiven Elementen in oberflächennahen aquatischen Ökosystemen und spielt eine Schlüsselrolle für das Umweltverhalten zahlreicher Nähr- (z.B. Phosphor) und Schadstoffe (z.B. toxische Metallionen wie Arsen und organische Verbindungen wie Nitroaromaten oder Organohalogene). Obwohl seit langem bekannt ist, dass Mikroorganismen zum globalen Eisenkreislauf beitragen, wurden die Wechselwirkungen und Interaktionen zwischen biotischen und abiotischen Reduktions- und Oxidationsprozessen in einem einzigen Ökosystem bis jetzt nicht komplett untersucht und beschrieben. Das beantragte Projekt erforscht deshalb den biogeochemischen Eisenkreislauf in einem repräsentativen Süßwasser-Ökosystem. Zu diesem Zweck werden physiko-chemische Parameter, Redoxgradienten und die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft im littoralen Sediment des Bodensees untersucht. Die erhaltenen Daten werden verwendet, um die biogeochemischen Prozesse im Sediment zu modellieren und das verfügbare Energiebudget für mikrobielles Wachstum, insbesondere für die Oxidation von Fe(II) und Reduktion von Fe(III), zu quantifizieren. Die Ergebnisse dieser Modellierung werden mit dem Vorkommen entsprechender Mikroorganismen qualitativ und quantitativ verglichen. Weiterhin soll durch den Modellierungsansatz bestimmt werden, welche Prozesse sich unter verschiedenen Bedingungen während der Kompetition von abiotischen und biotischen Prozessen im Eisenkreislauf durchsetzen. Die Resultate dieses Forschungsprojektes werden wichtige Informationen für das mikrobiell-ökologische und umweltwissenschaftliche Verständnis von Böden und Sedimenten liefern. Weiterhin können die Schlussfolgerungen und entwickelten Konzepte für ingenieurwissenschaftliche Projekte im Bereich der Wasseraufbereitung von großem Nutzen sein.