Quantifizierung von Natural Attenuation durch Isotopenfraktionierung (Kombination von Kohlenstoff und Wasserstoff)< zurück

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Die Isotopen-Fraktionierung ist eine wichtige Methode für den Nachweis biologischer Abbauprozesse an Altlasten-Standorten. Schwerer werdende Isotopensignaturen der Ausgangs-Schadstoffe zeigen mikrobielle Abbauprozesse im Untergrund an. Mit Hilfe der standortspezifischen Anreicherungsfaktoren, die in Abbauversuchen im Labor ermittelt werden können, ist darüber hinaus die Quantifizierung der im Feld ablaufenden mikrobiellen Abbauvorgänge möglich. Die dadurch mögliche gesicherte Prognose der Schadstoff-Elimination ist zentral für die Akzeptanz von Monitored/ Enhanced Natural Attenuation.

Die Kohlenstoff-Isotopie (C) wird schon seit vielen Jahren in der praktischen Altlastenbearbeitung von Chlorethen-belasteten Standorten eingesetzt, während zur Wasserstoff-Isotopie (H) bislang wenige Untersuchungen vorliegen. Eine Multi-Element-Analyse (z. B. 2H/1H und 13C/12C) kann eine gesteigerte Präzision der Isotopenmethodik ermöglichen. Der große Vorteil der Bestimmung der 2H/1H-Fraktionierung gegenüber der 13C/12C-Fraktionierung liegt in den größeren Anreicherungsfaktoren, welche die Unterscheidung verschiedener Abbauwege sowie die Quantifizierung erleichtern.

Ziel dieses Projektes war - in enger Zusammenarbeit mit dem Industriepartner Hydroisotop GmbH - die Entwicklung in der Praxis anwendbarer Verfahren zur verbesserten und vereinfachten Verursacherzuordnung und zur Quantifizierung von biologischen Abbauprozessen. Unter definierten Laborbedingungen wurde die mikrobielle 2H/1H-Fraktionierung mit der 13C/12C-Fraktionierung beim Chlorethen-Abbau verglichen. Dabei wurden unterschiedliche Anreicherungskulturen/ Grundwässer und verschiedene Abbauwege (anaerob/ aerob) unter variierenden Inkubationsbedingungen getestet. Mit molekularbiologischen Verfahren wurde außerdem untersucht, ob einem bestimmten mit PCR (Polymerase Chain Reaction) nachgewiesenem Mikroorganismus bzw. Enzym ein spezifischer Isotopen-Anreicherungsfaktor zugeordnet werden kann.

Die Wasserstoff-Isotopie ermöglichte die Unterscheidung zwischen anaerob-reduktiver Dechlorierung und aerobem Abbau von Chlorethenen anhand ihrer Isotopenzusammensetzung. Die Zuordnung von Anreicherungsfaktoren zu einzelnen Organismen/ Enzymen ergab interessante Ergebnisse im Hinblick auf weitere Forschungsarbeiten zu dieser Thematik.

AnsprechpartnerIn

Dr. Kathrin Schmidt

Tel.: +49(0)721/9678-223
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Projektpartner

Förderung

BMWi - Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie

im Rahmen von ZIM - Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

Projektdauer

2010 - 2013