Mikrobiologische Prozesse bei der simultanen Elimination von organischen Schadstoffen (Pestizide) und Nitrat< zurück

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Insbesondere im Grundwasser landwirtschaftlich genutzter Gebiete treten oft Belastungen mit Nitrat und Pflanzenschutzmitteln und deren Metaboliten gemeinsam auf. Ziel des Gesamtvorhabens war daher, ein Aufbereitungsverfahren für die Trinkwassergewinnung zu entwickeln und zu erproben, bei dem diese Stoffe simultan in einer einzigen Prozessstufe entfernt werden. Biologisch abbaubare Polymere dienen dabei als Aufwuchsmaterial und Nährstoff für Nitrat abbauende Mikroorganismen sowie gleichzeitig als Sorbens für Pflanzenschutzmittel. Zum Nachweis der biologischen Nitrat-Elimination (Denitrifikation) wurden neben chemischer Analytik auch PCR-Methoden für die Gene für Nitritreduktasen - die Schlüsselenzyme der Denitrifikation - angewandt.

Poly-e-Caprolacton erwies sich aufgrund seiner Abbaubarkeit als geeignetes Material zum Einsatz als biologisch abbaubares Festsubstrat bei der Nitrat-Elimination. Ein wesentlicher Vorteil ist, dass im Unterschied zu anderen getesteten Polymeren kein Abbau unter Eisen(III)- oder Sulfat-reduzierenden Bedingungen stattfand. Eine simultane Elimination der getesteten Pestizide durch mikrobiologischen Abbau konnte mit keinem der getesteten Polymere nachgewiesen werden. Die Ergebnisse schließen einen erfolgreichen biologischen Pestizid-Abbau für Standorte mit anderer Mikroflora allerdings nicht grundsätzlich aus.

Das Verfahren wurde in einer Versuchsanlage auf dem Gelände eines Wasserwerks mit zwei unterschiedlichen Reaktortypen über mehr als zwei Jahre im praktischen Einsatz erprobt. Dazu wurde eine automatische Mess-, Steuer- und Regelungseinheit mit Internetanbindung entwickelt und aufgebaut. Die erzielten Nitrat-Abbauleistungen bewegten sich im unteren Bereich vergleichbarer biologischer Nitrat-Entfernungsverfahren mit Flüssigsubstratdosierung. Die Konzentrationen der im Rohwasser enthaltenen Metaboliten von Pflanzenschutzmitteln wurden nicht verringert. Dennoch weisen die Ergebnisse auf ein erhebliches Optimierungspotential hin.

AnsprechpartnerIn

Heico Schell

Tel.: +49(0)721/9678-283
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Projektpartner

Forschungszentrum Karlsruhe

Institut für Siedlungswasserwirtschaft der Universität Stuttgart

Engler-Bunte-Institut der TU Karlsruhe

Institut für Prozess- und Stoffmodellierung der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

Earth Tech Umwelttechnik GmbH

Ambs, Apparate-, Rohrleitungsbau

Institute for Nuclear Energy Technology Beijing der Tsinghua University, China

Förderung

BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung

Projektdauer

2006 - 2009