EiCLaR, ein EU/China-Konsortium, treibt wissenschaftliche und technische Innovationen für in-situ Bioremediationsverfahren voran. Im Rahmen des Projektes werden am TZW kombinierte Elektro-Bioremediationsverfahren zur Sanierung Chlorethen-kontaminierter Grundwässer untersucht. Dabei werden sowohl elektrokinetische als auch elektrochemische Aspekte genauer betrachtet, auf deren Grundlage neue Bioaugmentationstechnologien entwickelt werden.
Die Grundwasserqualität wird weltweit durch den Eintrag unterschiedlichster Schadstoffe negativ beeinflusst. Eine der häufigsten vorgefundenen Schadstoffgruppen sind leichtflüchtige chlorierte Kohlenwasserstoffe (LCKW) die unter anderem als Lösemittel Einsatz finden. Da Grundwasser die wichtigste Quelle für die Trinkwassergewinnung darstellt, nimmt der Ressourcenschutz und die Sanierung belasteter Grundwässer eine besondere Position ein.
EiCLaR, ein EU/China-Konsortium mit 13 europäischen und fünf chinesischen Partnern, wird wissenschaftliche und technische Innovationen für die In-Situ-Bioremediation vorantreiben, welche direkt in Verfahren zur schnellen, effektiven und kosteneffizienten Behandlung eines breiten Spektrums an Umweltschadstoffen wie chlorierte Lösemittel, Schwermetalle, Pestizide etc. einfließen. Diese Technologien (Elektro-Nanobioremediation, Monitored Bioaugmentation, Bioelektrische Remediation, Enhanced Phytoremediation) ermöglichen die Erweiterung der Anwendungsbereiche auf Industriestandorte und Wässer, die ein komplexes, Schadstoffgemisch enthalten.
Das Projekt entwickelt „Proof-of-Concept“-Technologien hin zu industriellen, kommerziellen Prozessen. In Laborstudien werden wissenschaftliche Grundlagen sowie scale‑up-Techniken entwickelt und in Feldversuchen demonstriert.
Am TZW liegt der Forschungsschwerpunkt auf Bioaugmentationsverfahren sowie Bioelektrischen Sanierungsverfahren für chlorierte Kohlenwasserstoffe.
Das Bioaugmentationspotential aerob produktiver Trichlorethenabbauer konnte bereits am TZW gezeigt werden. Im Rahmen des Projektes EiCLaR werden diese Studien weitergeführt und die Anwendung der Bioaugmentation in kombinierten Bio-Elektroverfahren untersucht.
Durch elektrische Gleichstromfelder angeregte elektrokinetische Effekte, wie Elektrophorese und Elektroosmose, können sowohl zum Schadstoff- als auch zum Bakterientransport beitragen und somit den Schadstoffabbau verbessern. Neben elektrokinetischen Effekten wird die elektrochemische Bereitstellung von Elektronendonoren bzw. –akzeptoren, in Form von Wasserstoff und Sauerstoff, zur Stimulation eines sequentiell anaerob/aeroben Chlorethenabbaus untersucht. Durch Einstellen der Stromstärke soll dabei die entstehende Menge an Wasserstoff und Sauerstoff reguliert und der Prozess gesteuert werden.Der Einsatz aerob produktiv TCE-abbauender Bakterien bietet dabei den Vorteil, keine Auxiliarsubstrate für den Schadstoffabbau zur Verfügung stellen zu müssen. Dadurch wird der Bedarf an Sauerstoff reduziert. Auch die Entstehung bedenklicher Metabolite wird beim aeroben metabolischen Abbau von TCE vermieden.
Veröffentlichungen
Lohner, Svenja T.; Tiehm, Andreas (2009): Application of electrolysis to stimulate microbial reductive PCE dechlorination and oxidative VC biodegradation. In: Environmental science & technology 43 (18), S. 7098–7104. DOI: 10.1021/es900835d.
Lohner, Svenja T.; Becker, Dirk; Mangold, Klaus-Michael; Tiehm, Andreas (2011): Sequential reductive and oxidative biodegradation of chloroethenes stimulated in a coupled bioelectro-process. In: Environmental science & technology 45 (15), S. 6491–6497. DOI: 10.1021/es200801r.
Gaza, Sarah; Schmidt, Kathrin R.; Weigold, Pascal; Heidinger, Michael; Tiehm, Andreas (2019): Aerobic metabolic trichloroethene biodegradation under field-relevant conditions. In: Water Research, S. 343–348. DOI: 10.1016/j.watres.2018.12.022.
Schmidt K.R., Tiehm A. (2011): Natural Attenuation am Chlorethen-Standort Frankenthal: Bedeutung des sequentiell anaerob-aeroben Bio-Abbaus. Altlastenspektrum 05.11: 212-219
