Prozessverständnis des LCKW-Abbaus. Aktueller ... - MAGPlan
Prozessverständnis des LCKW-Abbaus. Aktueller ... - MAGPlan
Prozessverständnis des LCKW-Abbaus. Aktueller ... - MAGPlan
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<strong>Prozessverständnis</strong> <strong>des</strong> <strong>LCKW</strong>-<strong>Abbaus</strong><br />
<strong>Aktueller</strong> Kenntnisstand und neue Forschungsaktivitäten<br />
Kathrin Schmidt, Andreas Tiehm
VORTRAGSINHALTE<br />
� warum Mikrobiologie bei NA?<br />
� aktueller Kenntnisstand zum mikrobiellen Abbau<br />
von Chlorethenen<br />
� Vor- und Nachteile der verschiedenen<br />
Abbauprozesse<br />
� Nachweis mikrobieller Abbauprozesse im Feld<br />
� Forschungsaktivitäten am TZW<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
WARUM MIKROBIOLOGIE BEI NA ?<br />
Schadensherde<br />
Grundwasser‐<br />
Fließrichtung<br />
Industrie‐<br />
standort<br />
Ablagerung<br />
DNAPL (<strong>LCKW</strong>)<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart<br />
Schadstofffahne<br />
NA-Prozesse bewirken die<br />
Elimination der Schadstoffe<br />
Wasserwerk<br />
Rezeptor<br />
ungesättigte<br />
Bodenzone<br />
Aquifer<br />
gesättigte<br />
Bodenzone<br />
Aquitard
WARUM MIKROBIOLOGIE BEI NA ?<br />
„natürliche Schadstoffminderungsprozesse<br />
(Natural Attenuation = NA)<br />
sind physikalische, chemische und biologische Prozesse,<br />
die ohne menschliches Eingreifen<br />
zu einer Reduzierung von<br />
� Masse<br />
� Fracht<br />
� Toxizität<br />
� Mobilität<br />
� Volumen<br />
� Konzentration LABO-Positionspapier<br />
eines Stoffes im Boden oder Grundwasser führen“<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart<br />
sind bei vielen<br />
Grundwasserschäden<br />
die maßgebenden<br />
frachtreduzierenden<br />
Prozesse
MIKROBIELLER ABBAU VON CHLORETHENEN<br />
Anaerob-reduktiver Abbau<br />
je mehr Chloratome <strong>des</strong>to leichter abbaubar<br />
Auxiliarsubstrate<br />
H 2<br />
Cl Cl<br />
C = C<br />
Cl Cl<br />
Cl H<br />
C = C<br />
Cl Cl<br />
H H<br />
C = C<br />
Cl Cl<br />
H H<br />
C = C<br />
H Cl<br />
PCE<br />
TCE<br />
cDCE<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart<br />
VC<br />
H H<br />
C = C<br />
H H<br />
Ethen<br />
Auxiliarsubstrate Chlorethene<br />
(Elektronen-Donoren) (Elektronen-Akzeptoren)<br />
werden oxidiert werden reduziert<br />
Aerob-oxidativer Abbau<br />
je weniger Chloratome <strong>des</strong>to leichter abbaubar<br />
O 2<br />
CO 2<br />
Cl -<br />
H 2O<br />
Chlorethene Sauerstoff<br />
(Elektronen-Donoren) (Elektronen-Akzeptor)<br />
werden oxidiert wird reduziert
MIKROBIELLER ABBAU VON CHLORETHENEN<br />
VOLLSTÄNDIGE ANAEROB-REDUKTIVE DECHLORIERUNG<br />
Schadensherde<br />
Grundwasser‐<br />
Fließrichtung<br />
Industrie‐<br />
standort<br />
Ablagerung<br />
PCE<br />
DNAPL (<strong>LCKW</strong>)<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart<br />
TCE<br />
cDCE<br />
VC<br />
Ethen<br />
Wasserwerk<br />
Rezeptor<br />
ungesättigte<br />
Bodenzone<br />
Aquifer<br />
gesättigte<br />
Bodenzone<br />
Aquitard<br />
Anaerobe, stark reduzierende Milieubedingungen erforderlich<br />
Anwesenheit von Dehalococcoi<strong>des</strong> sp. erforderlich
MIKROBIELLER ABBAU VON CHLORETHENEN<br />
REDUKTIV DECHLORIERENDE BAKTERIEN<br />
Anaerob-reduktiver Abbau Reduktive Dechlorierer<br />
je mehr Chloratome <strong>des</strong>to leichter abbaubar<br />
Auxiliarsubstrate<br />
H 2<br />
Begleitreaktionen wie<br />
Sulfatreduktion und<br />
Methanogenese<br />
Cl Cl<br />
C = C<br />
Cl Cl<br />
Cl H<br />
C = C<br />
Cl Cl<br />
H H<br />
C = C<br />
Cl Cl<br />
H H<br />
C = C<br />
H Cl<br />
H H<br />
C = C<br />
H H<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart<br />
PCE<br />
TCE<br />
cDCE<br />
VC<br />
Ethen<br />
Desulfomonile sp.<br />
Desulfuromonas sp.<br />
Dehalobacter sp.<br />
Desulfitobacterium sp.<br />
Dehalococcoi<strong>des</strong> sp.
MIKROBIELLER ABBAU VON CHLORETHENEN<br />
ANAEROB-REDUKTIVE DECHLORIERUNG<br />
MIT BEGLEITREAKTIONEN: BILDUNG VON CH 4 UND H 2 S<br />
Schadensherde<br />
Grundwasser‐<br />
Fließrichtung<br />
Industrie‐<br />
standort<br />
Ablagerung<br />
PCE<br />
DNAPL (<strong>LCKW</strong>)<br />
unkontaminiertes<br />
oxidiertes Grundwasser<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart<br />
Methan<br />
TCE<br />
H 2 S<br />
cDCE<br />
Methan<br />
VC<br />
H 2S<br />
Ethen<br />
Methan<br />
Wasserwerk<br />
Rezeptor<br />
ungesättigte<br />
Bodenzone<br />
Aquifer<br />
gesättigte<br />
Bodenzone<br />
Aquitard<br />
unkontaminiertes<br />
stark reduziertes Grundwasser
MIKROBIELLER ABBAU VON CHLORETHENEN<br />
ANAEROB-REDUKTIVE DECHLORIERUNG<br />
MIT AKKUMULATION VON cDCE UND VC<br />
Schadensherde<br />
Grundwasser‐<br />
Fließrichtung<br />
Industrie‐<br />
standort<br />
Ablagerung<br />
DNAPL (<strong>LCKW</strong>)<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart<br />
PCE TCE cDCE VC<br />
wird oft beobachtet bei<br />
- nicht ausreichend anaerobem Milieu<br />
- Abwesenheit von Dehalococcoi<strong>des</strong> sp.<br />
Wasserwerk<br />
Rezeptor<br />
ungesättigte<br />
Bodenzone<br />
Aquifer<br />
gesättigte<br />
Bodenzone<br />
Aquitard<br />
kontaminiertes<br />
ggf. reduziertes Grundwasser
MIKROBIELLER ABBAU VON CHLORETHENEN<br />
AEROBER ABBAU VON TCE, cDCE UND VC<br />
Schadensherde<br />
Grundwasser‐<br />
Fließrichtung<br />
Industrie‐<br />
standort<br />
Ablagerung<br />
PCE<br />
DNAPL (<strong>LCKW</strong>)<br />
Anaerobe Milieubedingungen<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart<br />
TCE<br />
cDCE<br />
Aerobe Milieubedingungen<br />
VC<br />
Wasserwerk<br />
Rezeptor<br />
CO2 Cl- H2O ungesättigte<br />
Bodenzone<br />
Aquifer<br />
gesättigte<br />
Bodenzone<br />
Aquitard<br />
unkontaminiertes<br />
oxidiertes Grundwasser
VORTEILE<br />
DES AEROBEN ABBAUS GEGENÜBER DEM<br />
ANAEROBEN ABBAU<br />
� keine Bildung stabiler toxischer Metabolite<br />
� keine reduzierenden Bedingungen erforderlich<br />
� kein Bedarf an Auxiliarsubstraten zur Zehrung<br />
von Sauerstoff und weiterer alternativer Elektronen-<br />
Akzeptoren<br />
� keine Begleitprozesse wie Sulfat-Reduktion und<br />
Methanogenese<br />
� keine Verschlechterung der Grundwasserqualität<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
CO 2<br />
Cl -<br />
H 2 O<br />
AEROBER ABBAU VON CHLORETHENEN<br />
cometabolischer Abbau<br />
mit Auxiliarsubstraten<br />
O 2<br />
Cl<br />
sehr vereinzelt mit Toluol beschrieben<br />
Cl<br />
C = C<br />
Cl Cl<br />
z.B. mit Ammonium, Methan<br />
z.B. mit Ammonium, Methan<br />
z.B. mit Ammonium, Methan<br />
Auxiliarsubstrate<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart<br />
Cl H<br />
C = C<br />
Cl Cl<br />
H H<br />
C = C<br />
Cl Cl<br />
Auxiliarsubstrate werden als Energiequelle oxidiert<br />
Chlorethene werden zufällig mit umgesetzt<br />
PCE<br />
TCE<br />
cDCE<br />
H H<br />
C = C<br />
H Cl VC<br />
produktiver Abbau<br />
ohne Auxiliarsubstrate<br />
O 2<br />
vereinzelt in der Literatur beschrieben<br />
oft bleibt die Rolle von z.B. Ammonium<br />
als mögliches Auxiliarsubstrat unklar<br />
wiederholt in der Literatur beschrieben<br />
CO 2<br />
Cl -<br />
H 2 O<br />
Chlorethene werden als Energiequelle oxidiert<br />
und dienen als Wachstumssubstrat
COMETABOLISCHER AEROBER ABBAU<br />
UMSETZUNG DER AUXILIARSUBSTRATE<br />
(für die Umsetzung von von 1 mg 1 mg CKW CKW verwendete Menge, Menge, Literaturdaten) Literatur)<br />
Auxiliarsubstrate<br />
(6,9 mg) Ammonium NH +<br />
4 + 2 O2 � NO -<br />
3 + H2O + 2 H +<br />
(6,9 mg)<br />
(5,6 mg) Methan CH4 + 2 O2 � CO2 + 2 H2O (100 mg) Essigsäure CH3COOH + 2 O2 � 2 CO2 + 2 H2O produktiver Abbau:<br />
(0 mg) cDCE C2H2Cl2 + 2 O2 � 2 CO2 + 2 HCl<br />
� beim produktiven Abbau kein Bedarf an Auxiliarsubstraten<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
COMETABOLISCHER AEROBER ABBAU<br />
SAUERSTOFFZEHRUNG DURCH AUXILIARSUBSTRATE<br />
10 mg Sauerstoff ermöglichen den Abbau von<br />
2,8 mg Ammonium als Auxiliarsubstrat<br />
2,5 mg Methan als Auxiliarsubstrat<br />
13 mg Na-Essigsäure als Auxiliarsubstrat<br />
27 mg CKW produktiv<br />
0 20 40 60 80 100<br />
prozentualer Sauerstoffverbrauch [%]<br />
� beim produktiven Abbau keine zusätzliche Sauerstoff-<br />
Zehrung durch Auxiliarsubstrate<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart<br />
0,40 mg CKW cometabolisch<br />
0,44 mg CKW cometabolisch<br />
0,13 mg CKW cometabolisch
VORTEILE<br />
DES PRODUKTIVEN ABBAUS GEGENÜBER DEM<br />
COMETABOLISCHEN ABBAU<br />
� kein Bedarf an Auxiliarsubstraten<br />
� keine zusätzlichen Kosten<br />
� keine Probleme mit Einmischung etc.<br />
� geringerer Bedarf an Sauerstoff, da keine<br />
zusätzliche Sauerstoff-Zehrung durch<br />
Auxiliarsubstrate<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
NACHWEIS MIKROBIELLER NA-PROZESSE IM FELD<br />
� Schadstoffprofil<br />
� Hydrochemie, Redoxzonierung<br />
� Mikrobiologische Bestandsaufnahme (MPN)<br />
� Molekularbiologischer Nachweis (PCR)<br />
� Mikrobiologische Abbauversuche<br />
� Isotopenfraktionierung<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
SCHADSTOFFPROFIL<br />
� Schadstoffprofil am Standort<br />
kann Hinweise auf<br />
Abbauvorgänge geben<br />
Spezifische Metabolite im Abstrom<br />
zeigen Schadstoffumsetzung<br />
(mikrobiologisch oder abiotisch)<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart<br />
Cl Cl<br />
C = C<br />
Cl Cl<br />
Cl H<br />
C = C<br />
Cl Cl<br />
H H<br />
C = C<br />
Cl Cl<br />
H H<br />
C = C<br />
H Cl<br />
H H<br />
C = C<br />
H H<br />
PCE<br />
TCE<br />
cDCE<br />
VC<br />
Ethen
HYDROCHEMIE<br />
� Hydrochemische Standort-Bedingungen<br />
grenzen mögliche Abbauprozesse ein<br />
Nachweis von Elektronen-Akzeptoren<br />
(Sauerstoff, Nitrat, Eisen, Mangan, Sulfat)<br />
und Respirationsprodukten<br />
(� Redoxzonierung)<br />
Informationen über die Verfügbarkeit von<br />
Auxiliarsubstraten, Nährstoffen<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart<br />
O 2<br />
� H 2O<br />
NO 3 - � N2<br />
Fe(III) � Fe(II)<br />
Mn(IV) � Mn(II)<br />
SO 4 2- � S 2-<br />
CO 2<br />
� CH 4
MIKROBIOLOGISCHE BESTANDSAUFNAHME<br />
MIT DEM MPN-TEST (MOST PROBABLE NUMBER)<br />
� Quantifizierung von Mikroorganismengruppen<br />
in Grundwasser- oder Bodenproben<br />
Vergleichende Quantifizierung aktiver<br />
Schadstoff-abbauender Gruppen<br />
Nachweis redox-aktiver Gruppen<br />
ergänzt hydrochemische Daten zur Redoxzonierung<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart<br />
A<br />
B<br />
C<br />
D<br />
E<br />
F<br />
G<br />
H<br />
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112
MOLEKULARBIOLOGISCHER NACHWEIS<br />
MIT PCR (POLYMERASE CHAIN REACTION)<br />
� Selektiver Nachweis Schadstoff-abbauender<br />
Spezies in Grundwasser- oder Bodenproben<br />
Spezifische mikrobiologische<br />
Populationsanalyse<br />
Schneller Nachweis der DNA<br />
ausgewählter Organismen<br />
(müssen molekularbiologisch<br />
charakterisiert sein)<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
MIKROBIOLOGISCHE ABBAUVERSUCHE<br />
� Nachweis am Standort auftretender<br />
mikrobiologischer Abbauprozesse<br />
Standortmaterial (Grundwasser, Sediment)<br />
Mikrokosmen<br />
Inkubation unter Standort-nahen Bedingungen<br />
Untersuchung von Schadstoffabbau und Redoxprozessen<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
13 / 12 C-ISOTOPENFRAKTIONIERUNG<br />
� Nachweis mikrobiologischer NA-Prozesse<br />
am Standort mittels chemischer Analytik<br />
Quellendifferenzierung und Verursacherzuordnung<br />
Quantifizierung <strong>des</strong> biologischen <strong>Abbaus</strong><br />
13 C<br />
12 C<br />
12 C<br />
12 C<br />
12C<br />
12 C<br />
12C<br />
12<br />
C12C<br />
13 12<br />
12 C C 12 C<br />
12<br />
C12C12C<br />
12 C<br />
13 C<br />
13 C<br />
12 C 12 C<br />
13 C<br />
12 C<br />
12 C 12C<br />
Ausgangssubstanz<br />
mit spezifischem<br />
Isotopenverhältnis<br />
δ13C z.B. -25‰<br />
13 C<br />
Bakterien<br />
setzen 12C schneller<br />
um als 13 Bakterien<br />
setzen<br />
C<br />
12C schneller<br />
um als 13C April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart<br />
13 C<br />
12<br />
C12C12C12C<br />
12<br />
C12C12C12C<br />
12 C<br />
12C12C<br />
12 C<br />
13 C<br />
12 C<br />
12 C<br />
gebildete<br />
Verbindung<br />
abgereichert<br />
an 13C δ13 gebildete<br />
Verbindung<br />
abgereichert<br />
an<br />
C z.B. -30‰<br />
„leichter“<br />
13C δ13 gebildete<br />
Verbindung<br />
abgereichert<br />
an<br />
C z.B. -30‰<br />
„leichter“<br />
13C δ13C z.B. -30‰<br />
„leichter“<br />
und<br />
12 C<br />
12 C<br />
12 C<br />
13 C<br />
12 C<br />
13 C<br />
13 C<br />
13 C<br />
12 C<br />
12 C<br />
verbleibende<br />
Substanz<br />
angereichert<br />
an 13C δ13 verbleibende<br />
Substanz<br />
angereichert<br />
an<br />
C z.B. - 15‰<br />
„schwerer“<br />
13C δ13C z.B. - 15‰<br />
„schwerer“
ZUSAMMENFASSUNG FELDANWENDUNG<br />
Ein umfassen<strong>des</strong> <strong>Prozessverständnis</strong> der<br />
biologischen Abbauvorgänge an einem Standort<br />
- ist für die Anwendung von NA (MNA / ENA) erforderlich<br />
- ermöglicht eine Gefährdungsabschätzung und Prognose<br />
- wird erreicht durch<br />
- eine abgestufte Vorgehensweise<br />
- angepasst an die Standort-Begebenheiten<br />
- verschiedene Methoden in Kombination<br />
(multiple lines of evidence approach)<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart<br />
O2 NO3 Cl Cl<br />
C = C PCE<br />
Cl Cl<br />
Cl H<br />
C = C TCE<br />
Cl Cl<br />
H H<br />
C = C cDCE<br />
Cl Cl<br />
H H<br />
C = C<br />
H Cl<br />
VC<br />
H H<br />
C = C<br />
H H<br />
Ethen<br />
� H2O � N2 Fe(III) � Fe(II)<br />
Mn(IV) � Mn(II)<br />
� S2- SO 4<br />
CO 2<br />
� CH 4<br />
Polymerase<br />
Primer<br />
A<br />
123456789101 12<br />
B<br />
C<br />
D<br />
E<br />
F<br />
G<br />
H<br />
1<br />
2<br />
3
FORSCHUNGSAKTIVITÄTEN AM TZW<br />
ABGESCHLOSSENE PROJEKTE<br />
� BMBF (RUBIN – GaFeR): Teilprojekt Analyse und mögliche<br />
Steuerung mikrobiologischer Prozesse zur Ertüchtigung von<br />
Fe(0)-Reaktionswänden<br />
� BMBF (KORA): Feldstudie zum natürlichen Abbau und<br />
Rückhalt von Chlorkohlenwasserstoffen am Beispiel <strong>des</strong><br />
Industriestandortes Frankenthal – Mechanismen und Kinetik<br />
<strong>des</strong> <strong>LCKW</strong>-<strong>Abbaus</strong><br />
� BMBF (KORA): Untersuchungen zum Natural Attenuation der<br />
<strong>LCKW</strong>-Verunreinigung Karlsruhe-Ost/Killisfeld –<br />
Mikrobiologischer <strong>LCKW</strong>-Abbau unter besonderer<br />
Berücksichtigung <strong>des</strong> Einflusses von Huminstoffen<br />
� BMWi (AiF – ZUTECH): Entwicklung eines Bio-Elektro-<br />
Verfahrens zur in-situ Sanierung von <strong>LCKW</strong>-Schäden<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
pH-Wert<br />
FORSCHUNGSAKTIVITÄTEN AM TZW<br />
ABGESCHLOSSENE PROJEKTE<br />
10,0<br />
9,5<br />
9,0<br />
8,5<br />
8,0<br />
7,5<br />
7,0<br />
Acetogenese<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart<br />
�� H 2 -konsumierende Prozesse<br />
vermindern Gas-Clogging<br />
Methanogenese<br />
Sulfat-Reduktion<br />
Nitrat-Reduktion<br />
0 200 400 600 800 1000 1200<br />
Versuchsdauer (Tage)
FORSCHUNGSAKTIVITÄTEN AM TZW<br />
ABGESCHLOSSENE PROJEKTE<br />
Anaerob-reduktiver Abbau<br />
je mehr Chloratome <strong>des</strong>to leichter abbaubar<br />
Auxiliarsubstrate<br />
H 2<br />
Cl Cl<br />
C = C<br />
Cl Cl<br />
Cl H<br />
C = C<br />
Cl Cl<br />
H H<br />
C = C<br />
Cl Cl<br />
H H<br />
C = C<br />
H xCl<br />
H H<br />
C = C<br />
H H<br />
PCE<br />
TCE<br />
cDCE<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart<br />
VC<br />
Ethen<br />
Aerob-oxidativer Abbau<br />
je weniger Chloratome <strong>des</strong>to leichter abbaubar<br />
� Aerober Abbau trägt<br />
maßgeblich<br />
zur Schadstoff-<br />
Elimination bei<br />
produktiver Abbau<br />
ohne Auxiliarsubstrate<br />
O 2<br />
CO 2<br />
Cl -<br />
H 2O
FORSCHUNGSAKTIVITÄTEN AM TZW<br />
ABGESCHLOSSENE PROJEKTE<br />
c/c0 [%]<br />
120%<br />
100%<br />
80%<br />
60%<br />
40%<br />
20%<br />
0%<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart<br />
cis-1,2-Dichlorethen<br />
Vinylchlorid<br />
+ VC<br />
0 5 10 15 20<br />
Zeit [Wochen]<br />
+ VC<br />
+ cDCE<br />
� produktiver Abbau von VC<br />
� cometabolischer Abbau von cDCE
FORSCHUNGSAKTIVITÄTEN AM TZW<br />
ABGESCHLOSSENE PROJEKTE<br />
Cathode Power supply Anode<br />
PCE, TCE<br />
Contaminated<br />
groundwater<br />
H 2<br />
H 2<br />
H 2<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart<br />
- +<br />
cDCE, VC,<br />
Ethen<br />
Microbial degradation<br />
(reductive)<br />
Groundwater table<br />
O 2<br />
O 2<br />
O 2<br />
Dechlorination<br />
with O 2<br />
Microbial degradation<br />
(oxidative)
FORSCHUNGSAKTIVITÄTEN AM TZW<br />
LAUFENDE PROJEKTE<br />
� BMWi (AiF – IGF): Nutzung neuer produktiver Abbauprozesse<br />
für die aerobe mikrobiologische Sanierung von CKW-<br />
Standorten<br />
� BMWi (AiF – ZIM): Entwicklung und Anwendung von PCR-<br />
Methoden zur schnellen Ermittlung von Isotopen-<br />
Anreicherungsfaktoren<br />
� BMBF (NanoNature – NAPASAN (Nano-Partikel zur Sanierung<br />
von Grundwasserschadensfällen)): Teilprojekt Wechselwirkungen<br />
zwischen mikrobieller und abiotischer CKW-<br />
Dechlorierung – Synergien und toxische Effekte<br />
� BMBF (deutsch-israelische Kooperation): Stimulierung <strong>des</strong><br />
biologischen <strong>Abbaus</strong> komplexer halogenorganischer<br />
Schadstoffe in industriellem Abwasser<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
FAZIT<br />
� mikrobiologische Abbauprozesse werden in der<br />
Altlastenbearbeitung im Rahmen von MNA<br />
(Monitored Natural Attenuation) oder ENA<br />
(Enhanced Natural Attenuation) genutzt<br />
� für die Anwendung von NA (MNA / ENA) ist ein<br />
umfassen<strong>des</strong> <strong>Prozessverständnis</strong> der biologischen<br />
Abbauvorgänge an einem Standort erforderlich<br />
� aerobe Abbauprozesse bieten viel versprechende<br />
Möglichkeiten<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
DANKE<br />
unseren Zuwendungsgebern<br />
(BMBF, BMWi)<br />
für die finanzielle Förderung<br />
unseren Projektpartnern für die<br />
Zusammenarbeit<br />
unseren Kollegen am TZW für die<br />
Mitarbeit<br />
und Ihnen für Ihre Aufmerksamkeit!<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
AUSGEWÄHLTE VERÖFFENTLICHUNGEN<br />
Tiehm A., Schmidt K. R. (2011) Sequential anaerobic/ aerobic biodegradation of chloroethenes – aspects of field application.<br />
Curr. Opin. Biotechnol.: in press.<br />
Schmidt K. R., Augenstein T., Heidinger M., Ertl S., Tiehm A. (2010) Stable carbon isotope fractionation during aerobic,<br />
metabolic biodegradation of cis-1,2-dichloroethene. Chemosphere 78(5): 527-532.<br />
Zhao H.-P., Schmidt K. R., Tiehm A. (2010) Inhibition of aerobic metabolic cis-1,2-di-chloroethene biodegradation by other<br />
chloroethenes. Water Res. 44: 2276-2282.<br />
Schmidt K. R. (2009) Natural attenuation am Standort Frankenthal: mikrobiologischer sequentiell anaerob-aerober<br />
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Veröffentlichungen aus dem Technologiezentrum Wasser (ISSN 1434-5765), Band 37.<br />
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sites. Water Sci. Technol.: Water Supply 6(3): 129-136.<br />
Für weitere Fragen � kathrin.schmidt@tzw.de; 0721 / 9678-223<br />
April 2011 <strong>MAGPlan</strong> – Sauberes Grundwasser für Stuttgart � andreas.tiehm@tzw.de; 0721 / 9678-137