Unterstützung der mikrobiellen reduktiven Dechlorierung von Perchlorethen mit nullwertigem Eisen (ZVI) – Labor- und Feldversuche

Chlorierte Ethene sind an zahlreichen Altlasten in Österreich zu finden. Oft
handelt es sich um sehr kleinräumige Kontaminationen im verbauten Gebiet, was die Sanierung mit In-Situ-Methoden sinnvoll macht. Im Projekt STIMBAK wurde die Stimulation der anaeroben mikrobiellen Dechlorierung durch Dehalococcoides mit Hilfe von Eisensuspensionen untersucht.
Hierzu wurden zunächst fünf Standorte chemisch-physikalisch und mit molekularbiologischen Methoden charakterisiert. Am für die Durchführung eines Feldversuches geeignetsten Standort wurden Monitoringpegel errichtet und das im Zuge der Errichtung gewonnen Aquifermaterial für Mikrokosmosversuche im Labor verwendet.

In Österreich existieren derzeit zahlreiche in der Bundesaltlastenatlas-VO ausgewiesene Altlasten, die Chlorierte Kohlenwasserstoffe (CKW) als Hauptkontaminanten aufweisen. Am häufigsten findet man die chlorierten Ethene Perchlorethen (PCE) und Trichlorethen (TCE).
Die anaerobe mikrobielle Dechlorierung stellt eine kostengünstige Methode zur Sanierung von Chlorierten Ethenen (Perchlorethen, Trichlorethen), aber auch anderer chlorierter Kohlenwasserstoffe dar (Majone et al. 2015). Dabei nutzen Mikroorganismen halogenierte Verbindungen als Energiequelle indem sie Elektronen von Wasserstoff (H2) auf diese übertragen und das Halogenatom als Ion (im Falle von Chlorierten Ethenen also ein Chlorid-Ion) abgespalten wird (Halorespiration).

Da die Elektronenübertragung schrittweise erfolgt entsteht jeweils ein Zwischenprodukt mit einem Chloratom weniger. Ausgehend von Perchlorethen (PCE) entstehen somit die Zwischenprodukte Trichlorethen (TRI), cis-Dichlorethen (cis-DCE), Vinylchlorid (VC) und schließlich Ethen als vollständig dechloriertes Endprodukt. Es wurden bisher mehrere Bakterienstämme nachgewiesen, die jeweils ein Chloratom von PCE, bzw. TCE abspalten können, z.B.: Dehalobacter, Dehalospirillum, Desulfuromonas, Deslulfitobacterium. Dabei entsteht cis-DCE. Zur vollständigen Dechlorierung von cis-DCE über VC bis zu Ethen sind nach derzeitigem Stand des Wissens nur einige Stämme des Bakteriums Dehalococcoides mccartyi fähig.
Es konnte gezeigt werden, dass durch die Zugabe von nullwertigem Eisen (engl. Zerovalent Iron, ZVI) der mikrobielle Abbau von halogenierten Verbindungen verbessert werden kann (Summer et al. 2020). Unter feldähnlichen Bedingungen im Lysimeter lief bei Co-Dotation von Eisen und eines Dehalococcoides-Konsortiums (KB1) die Dechlorierung auch beim Stopp der Zufuhr der Kohlenstoffquelle (Melasse) weiter (Summer et al. 2020). Während es einige Laboruntersuchungen zur Kombination von nullwertigem Eisen mit mikrobiellem Abbau von CKW gibt, wurden bisher kaum Feldversuche durchgeführt (Kocur et al. 2016). Ziel dieses Projektes war es daher aufbauend auf Voruntersuchungen im Labor Feldversuche zur Stimulation der anaeroben mikrobiellen Dechlorierung mit einer Eisensuspension an einem geeigneten Standort durchzuführen.



Copyright: © Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben
Quelle: Recy & Depotech 2022 (November 2022)
Seiten: 4
Preis inkl. MwSt.: € 2,00
Autor: Doz. Mag. Dr. Thomas G. Reichenauer
S. Spindler
L. Brunner
S. Primisser
Renate Patek

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