Links between the diversity and functional stability of nitrifying bacteria in wastewater treatment plants

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Durch gezielte Manipulation von nitrifizierenden Laborreaktoren soll herausgefunden werden, welche Faktoren die Diversität und Aktivität ammoniak- und nitritoxierender Bakterien beeinflussen. Die Populationsdynamik der Nitrifikanten wird mittels quantitativer Fluoreszenz in situ Hybridisierung ermittelt. Die Aktivität der Nitrifikanten wird durch neue, molekular-biologische Verfahren in situ untersucht. Hiermit sollen auch die Faktoren, die für die Dominanz von Nitrospiren im Vergleich zu Nitrobacter in Kläranlagen verantwortlich sind, identfiziert werden. Da nitrifizierende Bakterien nur langsam wachsen und sehr empfindlich gegenüber Temperatur- und pH-Schwankungen sowie toxischen Abwasserinhaltsstoffen sind, stellt die Nitrifikation die Achillesferse der Stickstoffentfernung in Kläranlagen dar. Folglich ist ein besonders wichtiger Aspekt dieses Teilprojektes herauszufinden, wie sich Diversitätsänderungen innerhalb der Nitrifikanten auf die funktionelle Stabilität des Nitrifikationsprozesses auswirken. Aus Sicht der Grundlagenforschung soll verstanden werden, ob in der Makroökologie erarbeitete Hypothesen zur Diversität und Stabilität von Lebensgemeinschaften auf die Mikrobiologie übertragbar sind. Aus Sicht des Ingenieurs soll überprüft werden, ob eine gezielte Manipulation der Nitrifikantendiversität zur Verbesserung der Prozessstabilität in Kläranlagen möglich ist.