ib-rauch.de

Bauphysik | Feuchteschutz | Holzbau | Konstruktion | Stoffkreislauf - Bücher | Immobilien | Impressum
Stoffkreisläufe bei der Einwirkung von Mikroorganismen 1984 - Peter Rauch -

2.2. Der Kreislauf des Stickstoffs

Durch die Fäulnisbakterien wird immer wieder Ammoniak freigesetzt, welches direkt oder indirekt durch Oxidation zu Nitrat den grünen Pflanzen als Stickstoffquelle zur Verfügung gestellt wird.

"Artenreich ist die aerobe und anerobe Mikrobenflora, die im Boden die Zersetzung des Eiweißes bewirkt. Besonders Enterobakterien, Bacillus- und Clostridium-Arten sowie Pseudomonaden zählen dazu. Mittels proteolytischer Enzyme werden die Peptidbindungen im Protein hydrolysiert und kleinere Bruchstücke gebildet (Poly- und Oligopeptide), die von der Mikrobenzelle aufgenommen, zu Aminosäure abgebaut und für den Eiweißaufbau verwendet werden." (/1/3.286)

Die Bindung von molarem Stickstoff erfolgt im Erdboden und in Gewässer durch verschiedene Bakterien und Cyanophyceen. In aeroben Bereich kommen vor allem Azotobacter agile und A. chroococcum und in anaeroben Sedimenten Clostridium pasteurianum und einige verwandte Formen als Stickstoffsammler vor. Die obligat aeroben Azotobakter-Arten benötigen etwa 50 g Glucose, um 1 g Stickstoff zu binden. Man rechnet pro Gramm Kohlenstoffquelle etwa 15 bis 20 mg gebundenen Stickstoff, was etwa 5 bis l0 kg pro Hektar und Jahr entspricht. DEUFEL (1965) stellte im Bodensee von 1958 bis 1962 eine Zunahme der Azotobacter-Keime von wenigen Zellen auf 1000 bis 3000 im Liter Wasser fest. Dies ist auf den Anstieg des Gehaltes an C-Verbindungen zurückzuführen.

"Das bei der Eiweißfäulnis freigesetzte Ammoniak dient zahlreichen pflanzlichen Lebewesen - C-heterotrophen ebenso wie autotrophen - als Stickstoffquelle. Es ist aber auch der Energielieferant der Nitritbakterien" ... (Nitrosomonas, europaea )...", die bei Anwesenheit von Sauerstoff Ammoniak zu Nitrit oxydieren, das dann in der Regel durch Nitratbakterien weiter zu Nitrat oxydiert wird. Man bezeichnet diesen Vorgang als Nitrifikation:
NH4+ + 1 1/2 02 --> N02- + H20 + 2H+ +76 kcal
NO2- + 1/2 O2 --> NO3- +24 kcal
Deren erste Stufe wird Nitritation und die zweite Nitratation genannt." (/2/ 8.135)

Die bei der Oxydation von Ammoniak zu Nitrit bzw. Nitrit zu. Nitrat gewonnene Energie wird zur C02-Assimilation benötigt. Als Nitratbakterium kommen Nitrobacter winogradskyi in Frage. Die Nitritbakterienzahl ist von der Wassertemperatur abhängig, so daß sie in den Sommermonaten am größten ist. So konnte eine Zunahme des Nitritgehaltes bis zu 2 mg NO2- /l im Elbe-Wasser festgestellt werden. Die Nitratbakterien verhalten sich anders. Ihre Entwicklung wird gehemmt....(/2 / 8. 137)

"Während die Nitrifikation nur bei Gegenwart von Sauerstoff (wenn auch nur bei sehr geringer Konzentration) möglich ist, kommt es im anaeroben Milieu - bei Vorhandensein von organischen Wasserstoffdonatoren - zu der so genannten Denitrifikation, d.h. zur dissimilatorischen Reduktion von Nitrat über Nitrit zu Stickoxiden (NO, N2O)."(/2/ 8.139)

Die Denitrifikation kommt eigentlich nur vor, wenn die Sauerstoffsättigung erheblich unter 50% absinkt. Eine weitere Art ist die Nitratammonifikation (erfolgt durch einige verschiedene Bacillus-Arten und einige Stämme von Escherichia coli) die jedoch seltener als die Denitrifikation auftritt.

                        ---> N2O ---> N2     Denitrifikation
NO3-  ---> NO2- ---> NO
                       ---> NH2OH  ---> NH3   Nitratammonifikation

Eine wesentliche Rolle spielt der Sauerstoffgehalt, er ist für eine positive oder negative Stickstoffbilanz verantwortlich.

Seite: 1  2  3 4 5


 ©  Bauberatung | Baublog | Bauideen | Sydora | LIB | Impressum | 5/2003