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* Eine der wichtigsten Teilgebiete in der Umweltschutz-Ausbildung. - Im Gegensatz zu den Konkurrenzwerken eher grundlagenorientiert (Biochemie, Mikrobiologie, Ökologie) und deshalb als Lehrbuch gut geeignet. - Das Werk fußt auf der erfolgreichen Umwelt-Mikrobiologie von Wolfgang Fritsche (Gustav Fischer Verlag, 1998) und setzt dessen Tradition fort.

 

Grundsätzlich sind die Lebensräume Boden, Wasser und Luft zu erhalten, zu schützen und Schäden von ihnen fern zu halten. In diesem Fachbuch werden die globalen und lokalen Umweltprobleme sowie die Beteiligung von Mikroorganismen an der Entstehung und Beseitigung dieser Probleme angesprochen. Insbesondere werden methodische, teils molekulargenetischen Aspekte zur Untersuchung mikrobieller Lebensgemeinschaften berücksichtigt. Besonders hervorgehoben werden die physiologische Anpassungen der Mikroorganismen an unterschiedliche Lebensräume. Insgesamt wird die herausragende Rolle der Mikroorganismen in verschiedenen Stoffkreisläufen dargestellt. Neben biochemischen Grundlagen zum Abbau von Umweltschadstoffen wird der Einsatz von Mikroorganismen in umweltbiotechnologischen Verfahren zur Reinigung von Luft, Wasser oder Boden sowie in umweltschonenden Produktionsverfahren diskutiert. Gedacht ist das Buch für Biologen mit Interesse an umweltmikrobiologischen Fragen, aber auch für Studierende der Verfahrens- oder Umweltverfahrenstechnik, der Geoökologie oder Geologie sowie Studierende anderer umweltwissenschaftlicher Fachrichtungen.

 

Inhaltsverzeichnis

1 Mikroorganismen und Umweltprobleme 2 Besonderheiten und unterschiedliche Gruppen von Mikroorganismen 3 Übersicht über die Stoffwechseltypen und Stoffkreisläufe 3.1 Prinzipien der Energiegewinnung 3.2 Haupttypen des mikrobiellen Stoffwechsels 4 Der Kohlenstoff-Kreislauf 4.1 Übersicht mit Stoffflüssen 4.2 Abbau von Naturstoffen 4.3 Kohlendioxid-Fixierung 4.4 Entstehung der Erdatmosphäre und der fossilen Rohstoffe 5 Abbau von organischen Schadstoffen 5.1 Umweltchemikalien 5.2 Abbau von Erdöl-Kohlenwasserstoffen und Polycyclischen Aromatischen Kohlenwasserstoffen 5.3 Abbau chlorierter Schadstoffe 5.4 Abbau und Humifizierung von Nitroaromaten 5.5 Abbau von Sulfonsäuren und Azofarbstoffen 5.6 Persistenz von Kunststoffen, abbaubare Biopolymere 5.7 Zusammenfassung von Abbauprinzipien 6 Stickstoff-Kreislauf 6.1 Nitrifizierung 6.2 Denitrifizierung, Ammonifizierung, ANAMMOX 6.3 N2-Fixierung 7 Kreisläufe von Schwefel, Eisen und Mangan, Phosphor-Transformationen 7.1. Oxidation von Schwefel- und Eisen-Verbindungen 7.2 Sulfat- und Schwefel-Reduzierer 7.3 Fe- und Mn-Reduzierer 7.4 Aufnahme von Eisen 7.5 Phosphor-Transformationen 8 Bakterieller Metabolismus von Schwermetallen und Arsen 9 Anpassungsstrategien von Mikroorganismen an unterschiedliche Lebensbedingungen 9.1 Mikrobielles Wachstum und ökologische Strategien 9.2 Regulation und Wachstum mit Substratgemischen 9.3 Reaktionen auf Substratknappheit 9.4 Anheftung an Oberflächen und Biofilme 9.5 Anpassungen an spezielle Lebensräume 10 Charakterisierung mikrobieller Lebensgemeinschaften 10.1 Summarische Methoden 10.2 Klassische Verfahren mit dem Ziel des Nachweises bestimmter Mikroorganismen 10.3 Nachweis mikrobieller Aktivitäten über Isotopenfraktionierung 10.4 Methoden der molekularen Ökologie von Mikroorganismen 11 Biologische Abwasserreinigung 11.1 Abwasser 11.2 Abwasserreinigung in mechanisch-biologischen Kläranlagen mit aerober Stufe 11.3 Biologische Phosphat-Eliminierung 11.4 Möglichkeiten der Stickstoff-Eliminierung 11.5 Anaerobe Klärschlamm Behandlung und direkte anaerobe Abwasserreinigung 12 Biologische Abluftreinigung 13 Biologische Bodensanierung 13.1 Altlasten-Problematik 13.2 Prinzipielle Verfahren zur Altlastensanierung 13.3 Grundlegende Möglichkeiten zur Beeinflussung des biologischen Abbaus 13.4 Möglichkeiten der technischen Realisierung biologischer Reinigungsverfahren 13.5 Phytoremediation 14 Biologische Abfallbehandlung 14.1 Die Abfall-Problematik 14.2 Biologische Abfallverwertung 15 Biotechnologie in Produktionsprozessen 15.1 Produktion umweltverträglicher Pflanzenschutzmittel 15.2 Biologische Schädlingsbekämpfung 15.3 Verwertung von nachwachsenden Rohstoffen und Abfällen 15.4 Nutzung von Informationen über Abbaubarkeit zum Design neuer Chemikalien 15.5 Produktionsintegrierter Umweltschutz durch Biotechnologie 16 Denkanstöße 16.1 Umweltmikrobiologie ist ein Beitrag zur umweltverträglichen nachhaltigen Entwicklung (Sustainable Development). 16.2 Grundlagen und Praxis der Umweltmikrobiologie 16.3 Nachdenken über Umweltmikrobiologie Literatur Register