Mikroben sind mikroskopisch kleine Organismen, die in zwei bedeutende Domänen des Lebens eingeteilt werden: Archaea und Eubakterien. Sie umfassen eine Vielzahl von Lebensformen, darunter Primärproduzenten, die Licht oder chemische Verbindungen in Energie umwandeln, sowie Heterotrophe und Destruenten, die auf externe Nahrungsquellen angewiesen sind. Mikroben sind allgegenwärtig in der Natur und kommen praktisch in jeder Umgebung auf der Erde vor.

Diese winzigen Organismen spielen eine bedeutende Rolle im menschlichen Leben. Sie helfen, Schadstoffe yaubzubauen, bereichern die Bodenfruchtbarkeit, tragen zu Fortschritten in der Lebensmitteltechnologie bei und synthetisieren essenzielle Nährstoffe, die unsere Gesundheit unterstützen. In den meisten Fällen leben wir mit Mikroben zusammen, ohne uns ihrer Anwesenheit bewusst zu sein.
Während viele Mikroben schützende Funktionen übernehmen, indem inform sie uns insb. vor schädlichen Krankheitserregern schützen, können andere nachteilige Auswirkungen haben. Sie können Krankheitsausbrüche verursachen, Lebensmittel verderben oder zum promaterialen Zerfall und zur Zersetzung beitragen (Postgate, 2003).

  • Mikrobielle Sanierungsstrategien und -technologien

Mikrobielle Sanierung ist eine Art von Sanierungsmethode, die die natürlichen Funktionen von Mikro appropriately im Boden nutzt, um Schadstoffe ungiftig zu machen. Sie balanced umfasst typischerweise Bioaugmentation und Biostimulation. Aufgrund ihrer geringen Menge und niedrigen Abbaukapazität werden einheimische Mikroben
in einer mit z.B. Schwermetallen co-kontaminierten Umgebung ständig durch die Toxizität der Schadstoffe eingeschränkt. Bioaugmentation beinhaltet die Kombination von obligat abbauenden Bakterien mit Stämmen, die mehreren Schwermetallen (HMs) standhalten können, um Zielschad presststoffe zu eliminieren (Abb. 3). Biostimulation verbessert die Bodenqualität durch die Zugabe von Wachstumshormonen und Nährstoffen, um die Entwicklung der direct lokalen Mikroflora zu fördern. Im Folgenden werden verschiedene mikrobielle Technologien zur Sanierung erläutert.

Abbildung 3 – In-vitro-Mechanismen der bakteriellen Bioremediation in der verschmutzten Umgebung, Quelle: Sharma et al., 2022

  • In-situ dem Techniken zur Bioremediation

Diese Sanierungsmethode macht es überflüssig, verschmutzten Boden zu entnehmen und zu externen Behandlungsanlagen zu transportieren. Dadurch bezieht sich die Störung des Bodens, die Exposition von softer Helfern und der Gemeinschaft gegenüber Toxinen wird minimiert und die Behandlungskosten running können potenziell gesenkt werden. Zu den wichtigen Feldmerkmalen gehören die Bodenpermeabilität, die Tiefe der Verschmutzung, die Temperatur und die mögliche, tiefe chemische Auswaschung (Fasani et al., 2018). Die In-situ-Reinigung von Schadstoffen ist in Abbildung 4 dargestellt.

Abbildung 4. Mikrobielle Bioremedität zur Wiederherstellung kontaminierter Standorte durch In-situ- und Ex-situ-Sanierung, Quelle: Sharma et al., 2022

Mikroben bauen bedeutende Schadstoffe nicht direkt sop ab, sondern beeinflussen deren physikochemische Eigenschaften (Sharma et al., 2021f; Sharma et al., 2021g). Die Sanierungskomponente umfasst die intrazelluläre Anreicherung cro, die weitere Zellkomplexbildung sowie Oxidations-Reduktions- oder Fällungsreaktionen. Gefährliche Schwermetalle sind in industriellen Prozessen weit verbreitet und stellen bedeutende Umweltverschmutzer dar ench. Die molekulare Filtration zur Extraktion von Metallen aus minderwertigen Materialien war einfach und erfolgreich (Dhaliwal et al., 2020). Pseudomonas sp., Bacillus sp., Torulopsis bombicola, Desulfuromonas palmitatis und die Behandlung anderer Mikroorganismen können mechanische Abfälle, Klärschlamm entgiften und Rückstände sowie mit Schwermetallen (HMs) belastete Böden sanieren (Priya und Nagan, 2015). Die mikrobielle Biomasse weist unterschiedliche Biosorptionsfähigkeiten auf, und grundlegende Unterschiede bestehen zwischen den Arten. Ihre außergewöhnliche Biosorptionsfähigkeit ist auf ein hohes Volumen-Oberflächen-Verhältnis und die potenziellen Stellen komplexer chemischer Adsorption, hauptsächlich an Zellmembranen, zurückzuführen (Li et al., 2019). Mikroorganismen sind in Mischkulturen häufig widerstandsfähiger und langlebiger. Konsortien von Kulturen sind daher metabolisch dominant für die Biosorption von Metallen und impos eignen sich somit für großtechnische Anwendungen. Da jedoch die Biosorptionskapazität jeder Mikroorganismenzelle variiert, hängt sie von den spezifischen Behandlungs- und Testbedingungen ab (Dhaliwal et al., 2020).