Lämmastikuringega seotud mikrobioloogiliste protsesside potentsiaal põllumajandusliku reostuse eemaldamisel vabaveelises tehismärgalas
Dokumentinformationen
| Autor | Laurina Šinkejeva |
| instructor | PhD Teele Ligi |
| Schule | Tartu Ülikool |
| Fachrichtung | Keskkonnatehnoloogia |
| Veröffentlichungsjahr | 2019 |
| Ort | Tartu |
| Dokumenttyp | magistritöö |
| Sprache | Estonian |
| Seitenanzahl | 66 |
| Format | |
| Größe | 1.15 MB |
- Lämmastikringe protsessid
- põllumajanduslik hajureostus
- mikrobioloogia
Zusammenfassung
I. Einleitung
Die vorliegende Arbeit untersucht das Potenzial mikrobiologischer Prozesse im Lämmastikuringe zur Entfernung von põllumajandusliku Reostung in einem tehismärgalas. Intensive landwirtschaftliche Praktiken haben zu einem Anstieg des Düngemittelgebrauchs geführt, was wiederum die Oberflächen- und Grundwasser durch überschüssige Nährstoffe belastet hat. Um diese Verschmutzung zu reduzieren, wurden künstliche Feuchtgebiete als kostengünstige und effektive Lösung vorgeschlagen. Diese Arbeit zielt darauf ab, die Rolle mikrobiologischer Prozesse bei der Entfernung von Schadstoffen zu beleuchten und die Faktoren zu identifizieren, die diese Prozesse beeinflussen. Die Untersuchung fand in der Rampillon-Anlage in Frankreich statt, die 2010 in einem intensiv landwirtschaftlich genutzten Gebiet errichtet wurde.
1.1. Hintergrund
Die Nitrifikation und Denitrifikation sind zentrale Prozesse im Lämmastikuringe, die entscheidend für die Entfernung von Stickstoffverbindungen sind. Diese Prozesse sind nicht nur für die Wasserqualität von Bedeutung, sondern auch für die Ökosystemgesundheit. Die vorliegende Studie verwendet quantitative PCR-Methoden, um das genetische Potenzial dieser Prozesse zu messen und die Umweltauswirkungen zu analysieren. Die Ergebnisse zeigen, dass die Denitrifikation eine Schlüsselrolle bei der Entfernung von Stickstoffverbindungen spielt, während in bestimmten Bereichen auch die anaerobe Ammoniumoxidation und die nitritabhängige Methanoxidation signifikante Beiträge leisten können.
II. Methodik
Die Methodik dieser Studie umfasst die Sammlung von Sedimentproben aus der Rampillon-Anlage und die Anwendung von quantitativen real-time PCR-Techniken zur Analyse der mikrobiologischen Prozesse. Die Umweltparameter, die die mikrobiologischen Gemeinschaften beeinflussen, wurden ebenfalls erfasst. Diese Methodik ermöglicht eine detaillierte Untersuchung der Nitrifikations- und Denitrifikationspotenziale in verschiedenen Bereichen des Feuchtgebiets. Die Ergebnisse zeigen, dass die Bakterien und Archaeen unterschiedliche genetische Potenziale aufweisen, was auf die Komplexität der mikrobiologischen Gemeinschaften hinweist. Die Analyse der Umweltparameter zeigt, dass Faktoren wie Wassertiefe und Nährstoffkonzentrationen signifikante Auswirkungen auf die mikrobiologischen Prozesse haben.
2.1. Probenahme
Die Probenahme erfolgte systematisch in verschiedenen Zonen des tehismärgalas, um ein umfassendes Bild der mikrobiologischen Aktivität zu erhalten. Die chemische Analyse der Sedimentproben ermöglichte es, die Nährstoffkonzentrationen zu bestimmen und deren Einfluss auf die mikrobiologischen Prozesse zu bewerten. Diese Methodik ist entscheidend, um die Effizienz der Reinigungsprozesse in künstlichen Feuchtgebieten zu verstehen und zu optimieren.
III. Ergebnisse
Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass die Nitrifikation und Denitrifikation in der Rampillon-Anlage signifikant variieren. Die genetischen Potenziale dieser Prozesse wurden in den Sedimentproben nachgewiesen, wobei die Bakterien in Bereichen mit niedrigerem Wasserstand höhere amoA-Genzahlen aufwiesen. Diese Erkenntnisse sind entscheidend für das Verständnis der Mikrobiologie in künstlichen Feuchtgebieten und deren Fähigkeit, landwirtschaftliche Verschmutzung zu reduzieren. Die Analyse der Umweltparameter zeigt, dass die Wassertiefe und die Nährstoffverfügbarkeit die mikrobiologischen Prozesse stark beeinflussen. Diese Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit, die Betriebsbedingungen solcher Systeme zu optimieren, um die Reinigungsleistung zu maximieren.
3.1. Genetisches Potenzial
Das genetische Potenzial der Nitrifikation und Denitrifikation wurde als relativ gleichmäßig über das gesamte Feuchtgebiet verteilt festgestellt. Dies deutet darauf hin, dass die mikrobiologischen Gemeinschaften in der Lage sind, sich an unterschiedliche Umweltbedingungen anzupassen. Die Ergebnisse legen nahe, dass die Denitrifikation eine zentrale Rolle bei der Entfernung von Stickstoffverbindungen spielt, während die anaerobe Ammoniumoxidation in bestimmten Bereichen ebenfalls signifikante Beiträge leisten kann. Diese Erkenntnisse sind von großer Bedeutung für die Entwicklung von Strategien zur Verringerung der landwirtschaftlichen Verschmutzung in Oberflächengewässern.
Dokumentreferenz
- Lämmastikuringega seotud mikrobioloogiliste protsesside potentsiaal põllumajandusliku reostuse eemaldamisel vabaveelises tehismärgalas (Laurina Šinkejeva)
- Mikrobioloogilised lämmastikuringe protsessid
- Denitrifikatsioon ja seda mõjutavad tegurid
- Anaeroobne ammooniumi oksüdatsioon ja seda mõjutavad tegurid
- Dissimilatoorne nitraadi redutseerimine ammooniumiks ja seda mõjutavad tegurid