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    • Wasseranalytik Physikalisch-chemische und mikrobiologische Wasseruntersuchungen nach Trinkwasserverordnung und anderen rechtlich relevanten Vorgaben durchführen und bewerten.
    • Prüfung von Produkten und Geräten Erstprüfungen von Produkten und Materialien im Kontakt mit Trinkwasser. Prüfstelle Wasser für über 200 verschiedene Produktnormen nach DIN EN ISO 17025 akkreditiert. UV-Technologie prüfen und entwickeln.
    • Aufbereitungstechnologien Nachhaltige Wasserversorgungskonzepte erarbeiten. Neue Technologien realisieren, überwachen und optimieren. Bestehende Aufbereitungsverfahren prüfen und weiterentwickeln.
    • Stoffe und Mikroorganismen Bestimmungsverfahren mit hochmodernen Geräten entwickeln und verbessern. Vorkommen, Verhalten und Verbleib anorganischer und organischer Spurenstoffe im Wasserkreislauf und bei der Trinkwasseraufbereitung untersuchen.
    • Netzmanagement und Trinkwasserinstallation Mikrobiologische Güteveränderung, Ablagerungsbildung sowie Reinigung und Optimierung des Betriebes von Verteilungsnetzen bearbeiten. Korrosionsschäden beurteilen und analysieren.
    • Risikomanagement Wasserversorgungsunternehmen beim Aufbau eines Water Safety Plans unterstützen. Unser umfassendes Knowhow einbringen.
    • Umweltbiotechnologie und Altlasten Das Abbaupotenzial an kontaminierten Standorten bewerten. Nachhaltige Möglichkeiten zur Elimination von Schadstoffen aus der Umwelt entwickeln. Mikrobiologische und technische Verfahren kombiniert einsetzen.
  • Forschung
    • Ressourcenschutz Schutz der Wasserressourcen, Risikomanagement in Wassereinzugsgebieten
    • Umweltbiotechnologie Technische und biologische Methoden zur Elimination von Mikroorganismen, mikrobiologische Abbauprozesse
    • Mikroorganismen Anwendung und Entwicklung zuverlässiger und empfindlicher Nachweismethoden, Desinfektions- und Aufbereitungsmaßnahmen bewerten
    • Spurenstoffe Spurenstoffe, Transformationsprodukte und Mikroplastik sicher und sensitiv bestimmen, Verhalten im Wasserkreislauf untersuchen und qualifizierte Stoffbewertung abgeben
    • Abwasser und Wasserkreislauf Biologische Abbauprozesse nutzen, integrierte Wasserver- und Abwasserentsorgungskonzepte erarbeiten
    • Neue Technologien und Produkte Technologien und Produkte zur Aufbereitung, Desinfektion und Nachbehandlung von Trinkwasser auf Leistungsfähigkeit, Sicherheit und Robustheit prüfen und optimieren
    • Asset-Management und Infrastruktur Entwicklung von Managementstrategien und innovativer Werkzeuge zur Zustandsbewertung von Leitungsnetzen und ihrer Bestandteile
    • Sicherheit, Digitalisierung und Management Digitale Transformation in der öffentlichen Trinkwasserversorgung, Sicherheit der Trinkwasserversorgung
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Umweltbiotechnologie und Altlasten

Wir beschäftigen uns mit umweltmikrobiologischen Aspekten zur Verbesserung der Wasserqualität und nutzen biologische Abbauprozesse zur Wasserreinigung und Wasserreinhaltung. Dabei können natürliche und stimulierte biologische Abbauprozesse im Untergrund maßgeblich zur kostengünstigen, umweltverträglichen und nachhaltigen Elimination solcher Stoffe beitragen.

Bei Schadstoffbelastungen entwickelt das TZW Konzepte und Machbarkeitsstudien zur Sanierung der betroffenen Ressourcen. Zur Gefährdungsabschätzung bezüglich ihrer biologischen Abbaubarkeit und Ökotoxizität nutzen wir umweltbiotechnologische Labor- sowie mikrobiologische und molekularbiologischen Nachweismethoden.

Was bieten wir?

Mikrobiologische Sanierungskonzepte in der Altlastenbearbeitung

Bei der Bewertung des biologischen Abbaupotentials an kontaminierten Standorten erarbeiten wir anhand von Standortdaten, molekularbiologischen Untersuchungen und Laborstudien in unserem Biotechnikum die notwendigen Randbedingungen zur Stimulierung und Optimierung des Schadstoffabbaus. Dazu setzen wir abhängig von den Fragestellungen geeignete aerobe bzw. anaerobe sowie gesättigte und ungesättigte Laborsysteme ein, um hieraus wichtige Standort-spezifische Parameter zur Dimensionierung und up-scaling von on-site und in-situ-Sanierungsverfahren zu entwickeln (z.B. Funnel-and-Gate mit Bioreaktor, Eisen(0)-Reaktionswände, Einsatz von Nano-Eisen).

Erarbeitung von Konzepten für monitored und enhanced natural attenuation

Die Überwachung und Stimulierung natürlicher Schadstoffminderungsprozesse (MNA/ENA) erfordert neben einem umfassenden Prozessverständnis z.B. auch die Quantifizierung und Prognose der Frachtminderung. Wir erarbeiten auf der Basis von Defizitanalysen MNA-/ENA-Konzepte und ermitteln die Erfolgsfaktoren für deren Umsetzung. Der Nachweis der Schadstoffminderungsprozesse erfolgt über die Bewertung der Schadstoffprofile, die Redoxzonierung (redoxsensitive Parameter, mikrobiologische und molekularbiologische Screenings) und Mikrokosmen.

Abbaubarkeit neuer Schadstoffe

Bei neuen Substanzen identifizieren wir auf der Basis von Literaturrecherchen und gezielten Laboruntersuchungen die Randbedingungen für den mikrobiellen Abbau und führen Gefährdungsanalysen zur Abbaubarkeit und Ökotoxizität durch. Im Rahmen von Machbarkeitsstudien unterstützen wir den Standorteigner oder das Ingenieurbüro und begleiten bei der Umsetzung der entwickelten Sanierungskonzepte im Rahmen von Pilot-Feldversuchen.

Innovative Sanierungskonzepte durch die Nutzung neuer Abbauwege

Unserer praxisnahen Forschung kommt im Hinblick auf die Umsetzung innovativer Sanierungskonzepte eine besondere Bedeutung zu. Das TZW nutzt dabei sein Wissen gezielt zur standortspezifischen Prüfung neuer mikrobieller Abbauwege und kann hieraus für die mikrobiologische Sanierungspraxis neue Konzepte ableiten.

Kombination von technischen und biologischen Methoden

Biologische Abbauprozesse sind bei schwer abbaubaren und/oder toxischen Substanzen oft nicht einsetzbar oder unzureichend. Durch die Verwendung von technischen Methoden, wie Elektrochemie, ISCO oder Ozonung, können die Substanzen der mikrobiellen Zersetzung zugänglich werden. Durch die Kombination mit einem anschließenden biologischen Abbau können kostengünstige und nachhaltige Konzepte zur effektiven Elimination von persistenten Substanzen entwickelt werden.

Methoden und Ausstattung

Umweltbiotechnologische Methoden

  • Mikrobieller Schadstoffabbau mit Labor-Biotechnikum
  • Batch-Mikrokosmen, Säulenversuche (gesättigt, ungesättigt)
  • Redoxbedingungen: aerob, Nitrat-, Eisen(III)-, Sulfat-reduzierend, methanogen
  • Atmungsaktivität (Oxitop), Biologischer Sauerstoffbedarf (BSB)

Molekularbiologische Methoden

  • DNA-Extraktion aus Wasser- und Feststoffproben
  • Quantitative real-time PCR:
    • anaerob-reduktiv dechlorierenden Bakterien-Gattungen z. B. von Dehalococcoides, Desulfomonile, Dehalobacter, Desulfitobacterium und Desulfuromonas
    • anaerob-reduktiv dechlorierende Enzyme z.B. von Dehalococcoides PceA, TceA, VcrA und BvcA
    • fäkale Marker (microbial source tracking)
    • Nitrat-, Eisen(III), Sulfat-Reduzierer und Methanogene
  • Fingerprinting mit DGGE (Denaturierende Gradienten Gel-Elektrophorese)
  • Durchflusszytometrie

Mikrobiologische Methoden

  • Keimzahlbestimmungen (MPN/ most probable number-Verfahren): Aerobe Gesamtkeimzahl, Nitrat-/ Eisen(III)-/ Sulfat-Reduzierer, Schadstoffverwerter
  • Bestimmung der Biomasse
  • Ökotoxizität im Leuchtbakterienhemmtest

Chemische Analytik

  • Schadstoffanalytik
  • Analytik stoffwechselrelevanter Parameter
  • Umfangreiche Ausstattung zur organischen und anorganischen Analytik (auch im Spurenbereich)

Geräteliste

  • Anaerob-Box
  • Systeme für Säulenexperimente (500 ml - 50 L), mit Beprobungs- und Messstellen, temperierbar
  • Klimazellen (4° und 12°C) zur Durchführung von Batch- und Säulenexperimenten
  • Respirometer
  • PCR-Thermocycler (quantitative Real-Time, Gradientenfunktion)
  • DGGE (Denaturierende Gradienten-Gelelektrophorese)
  • Flowcytometer
  • Pipettier-Roboter
  • Gaschromatographen mit EC-, FI-, WL-, MS- und MS-MS-Detektoren
  • Ionenchromatograph
  • HPLC (High Pressure Liquid Chromatography)

Kontakt

Prof. Dr. Andreas Tiehm +49 721 9678-137 +49 721 9678-105 Email senden
Dipl.-Geol. Axel Müller +49 721 9678-223 +49 721 9678-105 Email senden

Projekte

22.09.2021
Verbesserte und innovative In-situ-Biotechnologien für die Sanierung kontaminierter Standorte (EiCLaR)

EiCLaR, ein EU/China-Konsortium, treibt wissenschaftliche und technische Innovationen für in-situ Bioremediationsverfahren voran. Im Rahmen des…

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30.07.2020
Stofftransportmodellierung zur Beschreibung des aeroben Trichlorethen-Abbaus

Ein neuer biologischer produktiver Abbauweg von Trichlorethen eröffnet vielversprechende Möglichkeiten zur Schadstoff-Eliminierung im Grundwasser. Zur…

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22.11.2019
Molekularbiologischer Nachweis des anaeroben BTEX-Abbaus

Durch den Einsatz von molekularbiologischen Verfahren können zusätzliche Informationen zur Beurteilung des mikrobiellen Abbaus von Benzol, Toluol,…

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