5. Aquakultur und Wachstum

–> Die Vielfalt an marinen Organismen ist noch lange nicht erforscht, gerade in unbekannten Tiefseeorganismen sieht man großes Potenzial 

-1980er-> Mikroorganismen für Abbauprozesse
-1990-> mineralölkontaminierte Böden konnten biologisch gereinigt werden

-Heute: mikrobielle Reinigungsverfahren, Kläranlagen, Industrie und Gewerbe Standard

-Offene Systeme wie Kläranlagen arbeiten mit natürlich vorkommenden Mikroorganismen

-Genetisch Modifizierte Organismen-> Forschung, Produktion von Enzymen


Reinigungssysteme: 
-Gemisch aus Bakterien, Pilzen und tierischen Kleinstlebewesen-> Ergänzen sich in ihrer Funktion

Katalysieren und beschleunigen den Abbau von organischem und anorganischem Material(chemische Elemente außer Kohlenstoff)

 

·       Abwasser:

Kläranlagen-> Reinigen Abwasser; Mikroben ernähren sich von Fetten, Proteinen, Kohlhydraten oder Stickstoffverbindungen

Abluft:

Biofilter aus organischem Material wie Torf, Rinderkompost oder Kokosfasern enthalten Mikroben, die Gerüche und Lösemitteldämpfe(von z.B. Alkohol) reduzieren.

 

·       Xenobiotika

Halogenverbindungen(z.B. Lösch- und Kühlmittel), Tenside(Wasch- und Pflanzenschutzmittel) und Arzneimittel können aufgrund ihres synthetischen Ursprungs nur über Kläranlagen abgebaut werden, die eine zusätzliche Reinigungsstufe verfügen.

 

·       Detektierung bzw. Aufspürung von Schadstoffen

Bioindikatoren(Teststreifen oder Flüssigkeiten) sollen das Aufspüren von Umweltgiften erleichtern. Biogene Substanzen(meist Proteine oder kurze DNA-Stücke zeigen durch Farbreaktion das Vorhandensein eines Stoffes an.

Bsp.: GVO zum Nachweis von Arsen im Brunnenwasser

 

 

·       Wasser

„Ölfresser“

Bei Schiffunglücken-> viel Öl ins Wasser-> werden Tiere Pflanzen und Ozeane stark gefährdet.
-Durch das verändern der Erbsubstanz von Bakterien-> Kohlenstoffverbindungen aufbrechen und das Öl auflösen können.

-Die Bakterien kommen natürlich in unterseeischen Ölquellen vor.

-Per Flugzeug werden mit Bakterienkulturen angeimpfte Holzfaserstücke(damit sie an der Oberfläche schwimmen) über die ölverseuchte Wasserflächen ausgebracht, um die Selbstreinigungskapazität des Gewässers zu erhöhen. 

·       Boden

Es gibt in der Natur einige Pflanzenarten die eine erhöhte Schadstofftoleranz haben. Dadurch können Gentechniker Transgene Pflanzen erzeugen, die Schadstoffe aufnehmen sollen.

 

Graue Gentechnik wird in der Bearbeitung von Abfällen genutzt. Dazu gehören Recycling von Müll, die Aufbereitung von Abwasser und die Reinigung von kontaminierten Böden.

 

Vitamine und Aminosäuren (in Lebens- und Futtermitteln): 

Biokunststoffe:

Biokraftstoffe: 

Gentechnische Modifikationen:

Produktion durch GVO:

Bedeutung für Wirtschaft:

Risiken:

  ->2017 entdeckte Raupe (den Polyethylene zersetzen kann)

  -> Plastik durch Enzymsystem zu verdauen 

    ->einige Stämme in Züchtungs- und Selektionsprogramme durchlaufen

    ->Nutzung des Biofilters mit geeigneter Organismenmischung in Kläranlagen 

 -> Schadstoffe aufnehmen kann

Wichtige technische Möglichkeit die Umweltprobleme zu lösen

 Nicht komplett entwickelte technische Verfahren

(Nützling und Schadstoff in einem passenden Reaktionsraum zusammenzubringen)

-> geringe Effizienz um das in den Meeren schwimmende PET-Plastik abzubauen 

-> große Müllmenge nicht bewältigen 

 

Resultat: therapeutisches Medikament 

-Viele Pflanzen können in schadstoffbelasteten Medien wachsen. 
-Nehmen zwar Schadstoffe auf(durch Wasser oder Luft), können aber durch ihre Mechanismen sich vor der giftigen Wirkung der Schadstoffe schützen.

-Speichern Schadstoffe in bestimmten Zellräumen oder wandeln sie in unschädliche Substanzen um.

-Durch Ernte entfernt man die angereicherten Schadstoffe
-Je nach Menge des Schadstoffs-> häufiger wiederholtes Anbauen und Ernten erforderlich, um die Schadstoffe völlig zu entfernen.

-Pappeln wurden so verändert, dass sie einen erhöhten Glutathion-Gehalt aufweisen. Glutathion wird in den Zellen benötigt, um Schwermetalle zu binden, sodass sie ihre toxische Wirkung verlieren. So können Pappeln die unschädlich gemachten Schwermetalle binden.