Schlagwörter: Mikroorganismen, respiratorische Energiegewinnung, Kohlenstoffzyklus, Stickstoffzyklus, Schwefelzyklus, Abbau organischer Substanzen, Kreislauf Eisen, Kreislauf Phosphor, aerob, anaerob
Zuordnung: Werkstoffe und Korrosion
Datum: 29.9.1984
Verfasser: Peter Rauch
In Verbindung mit der Arbeit "Korrosion von Beton und Stahlbeton durch chemische Verbindungen und Mikroorganismen" (Beitrag) steht die Frage der Stoffkreisläufe bestimmter chemischer Verbindungen bzw. Elemente. Gleichzeitig soll in einer Übersicht die respiratorische Energiegewinnung nach ihrem Elektronen - Akzeptor erfolgen.
Die drei wichtigsten Stoffkreisläufe sind der Kohlenstoff-, Stickstoff- und Schwefelkreislauf.
Der Stickstoffkreislauf hat eine sehr große Bedeutung für die Bodenfruchtbarkeit. Hier spielen viele Faktoren eine Rolle, wo einige im Punkt Stoffkreislauf des Stickstoffs genannt werden.
Wie Kohlenstoff und Stickstoff werden auch alle übrigen Bioelemente, die in organische Bindung bei Pflanzen und Tieren vorkommen, abgebaut und wieder in den mineralischen Zustand überführt. Im Schwefelkreislauf werden unter anaeroben Bedingungen vor allem durch Thiobacillus denitrificans Schwefelverbindungen bei Anwesenheit von Nitrat als Oxidationsmittel oxidiert.
"Analog zur Umwandlung von Nitrat zu organischem Stickstoff erfolgt auch eine Überführung von Sulfat zu organischem Schwefel. Der anaerob lebende Desulfovibrio reduziert Sulfat über Sulfit zu Schwefelwasserstoff. Neben photosynthetischen Schwefelbakterien (Schwefelpurpurbakterien, grüne Schwefelbakterien) und Thiobacillus denitrificans sind am S-Kreislauf Th. thioparus, Th. thiocyanoxidans, Desulfotomaculum, Beggiatoa und Desulfovibrio deulfuricans beteiligt." (/1/ S. 292)
Ferrobacillus ferrooxidans, Gallionella ferruginosa, Leptothrix ochracea und azidophilen Thiobazillen oxidieren oder reduzieren Eisenverbindungen.
Von Bakterien und Pilzen werden organische Phosphorverbindungen abgebaut und den Pflanzen verfügbar gemacht.
Wichtig, ist noch zu erwähnen, dass etwa zwei Drittel der im Boden vorhandenen Kohlensäure (erleichtert die Lösung mineralischer Verbindungen) auf die Tätigkeit von Mikroben zurück zuführen ist.
Im folgenden Teil werden Schemas der Kreisläufe dargestellt.
Ergänzung: Neben dem Kohlenstoffkreislauf biologischer Natur gibt es auch den rein geochemischen C-Kreislauf. Zum Beispiel in der Hydrierung unter den Druck - und Temperaturbedingungen, wie sie 100 Kilometer unter der Erdoberfläche herrschen. So vertrat https://www.erdwissen.ch/2017/05/gibt-es-abiogenes-oder-nicht-fossiles-erdoel-und-erdgas/, Prof. Wladimir Porfirjew 1956: "Rohöl und natürliches Erdgas stehen mit der biologischen Materie in den oberen Erdschichten in keinem wesentlichen Zusammenhang..." Prof. Nikolai A. Kudrjawzew ergänze dies 1959, "dass man kein Öl aus pflanzlichem und tierischem Material im Labor erzeugen kann, welches natürlich vorkommendem Erdöl ähnlich ist." Tischler: "Es gibt keine einzige experimentelle Versuchsanordnung, mittels der Öl aus Plankton,... gemacht werden kann." Michael Odenwald (FOCUS-Redakteur) beschreibt im Januar 2009 im Online-Portal mehrere Experimente und Beobachtungen zur abiotischen Theorie der Erdölentstehung. Eine biogene Variante wird von ihm nicht beschrieben. Man geht auch nicht davon aus, dass Methanhydartvorkommen der Ozeane, biologischen Ursprungs sein können. [4]
Die Bakterien und Pilze vermögen alle auf natürliche weise entstandenen organischen Verbindungen anzugreifen und unter günstigen Bedingungen in deren Ausgangsstoffe Kohlendioxid, Wasser und einige anorganische Salze zu zerlegen. Ihr Anteil an der Remineralisierung dürfte größer als derjenige der übrigen Lebewesen und der Autolysevorgänge zusammen sein. Viele Stoffe, wie z.B. Zellulose, Lignin, Agar und Chitin, können nur von Bakterien und Pilzen oder unter deren Einwirkung angegriffen werden. Das Gleiche gilt für Kohlenwasserstoffe, Phenole und andere mehr. Mikroorganismen können auch anorganische Verbindungen umwandeln, wie durch Nitrifikation und Denitrifikation, Schwefeloxydation und Desulfurikation. (/2/ S. 123)
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