Quantifizierung der Massenentwicklung des Eisenbakteriums Gallionella ferruginea unter natürlichen Bedingungen

Summary

Mass development of the iron bacterium Gallionella ferruginea in a natural habitat (drainage) was determined quantitatively and described by equation. The quantification was done by determining density of Gallionella-settlement and stalk-elongation on artificial growing surfaces within the drainage (underwater “Aufwuchs” on glass slides) as dependent upon time, temperature quantity of water flow and substance of growth surface. The experiments led to the following results:

• 1. During the first 10 h of development Gallionella-stalks elongated linearly with a constant velocity between 24.7±1.9% and 29.0±1.6% μm/h.

• 2. Within the first 10 h of development the density of Gallionella-settlement also increased linearly at a rate of 1.5±2.1% to 4.5±0.4% Ind./mm²xh.

• 3. The elongation of the Gallionella-stalks is dependent upon the temperature of the drainage. The velocity of Gallionella-settlement is dependent upon the amount of water flow and the substance of the artificial surface (glass or form var membrane).

• 4. Mass growth of Gallionella within a drainage during the first 10 h of development increased with constant acceleration to attain the equation

  $$V_{t(Gal)} = \frac{{b\bar v \times l\bar v}}{2} \times t^2 $$

  ($b_{\bar v}$=average settlement velocity; $l_{\bar v}$=average stalk elongation; t≦ 10h). The increase follows parabolically.

Zusammenfassung

Unter natürlichen Bedingungen wurde die Massenentwicklung des Eisenbakteriums Gallionella ferruginea in einem fließenden System (Drainage) quantitativ bestimmt. Zugleich wurde die mathematische, Funktion für die Gesamtentwicklung erarbeitet. Zur Quantifizierung wurden Besiedlung und Bandbildung dieses sessilen Bakteriums auf Standort-exponierten Trägerflächen in Abhängigkeit von Zeit, Temperatur, Durchflußwassermenge und vom Material des Haftuntergrundes bestimmt. Die Untersuchungen führten zu folgenden Ergebnissen:

• 1. Die Längenzunahme der Gallionella-Bänder in den ersten 10 Std ihrer Entwicklung erfolgt linear mit einer konstanten Geschwindigkeit von 24,7±1,9% bis 29,0±1,6% μm/Std.

• 2. Die Gallionella-Besiedlungsdichte nimmt bei steigender Aufwuchsdauer in den ersten 10 Std der Entwicklung ebenfalls linear zu mit einer konstanten Besiedlungsgeschwindigkeit von 1,5±2,1% bis 4,5±0,4% Ind./mm²xStd.

• 3. Die Längenzunahme der Gallionella-Bänder hängt ab von der Temperatur des Standortwassers. Die Besiedlungsgeschwindigkeit ist abhängig von der Durchflußwassermenge (Strömungsgeschwindigkeit) und vom Material des Haftuntergrundes (Glas/Formvarfolie).

• 4. Die Gesamtentwicklung dieses Bakteriums als Funktion von Bandlängen-zunahme und Besiedlungsgeschwindigkeit nimmt in dem untersuchten fließenden System in den ersten 10 Std gleichmäßig beschleunigt zu. Die Entwicklung (V _t) in diesem Zeitraum vollzieht sich nach der Gleichung

  $$V_{t(Gal)} = \frac{{b\bar v \times l\bar v}}{2} \times t^2 $$

  ($b_{\bar v}$=durchschnittliche Besiedlungsgeschwindigkeit; $l_{\bar v}$=durchschnittliche Bandlängenzunahme; t≦10 Std). Ihre Zunahme erfolgt parabolisch.