NAPASAN: Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen

Säulenversuch mit Gaserfassung zur Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen abiotischen und mikrobiologischen Prozessen. Bildnachweis: TZW: DVGW-Technologiezentrum Wasser

Nano-Eisen(0)-Technologien sind eine Erfolg versprechende Option zur Sanierung kontaminierter Altlasten-Standorte. Der mikrobiologische Abbau von Perchlorethen (PCE) wurde durch dispergiertes nullwertiges Eisen (nZVI) stimuliert.

Mit dem Projekt NAPASAN sollten die Herstellungsprozesse von Nanopartikeln aus nullwertigem Eisen (nZVI) in Bezug auf die Selektivität der abzureinigenden Schadstoffe sowie auch unter Berücksichtigung ökonomischer Gesichtspunkte weiter entwickelt werden. Ziel des Teilprojekts war die Untersuchung der Synergieeffekte aus abiotischer und mikrobiologischer CKW-Dechlorierung und die Abschätzung möglicher Risiken beim Einsatz von nZVI und des Dispergierungsmediums bei Grundwassersanierungen.

Eine Stimulation des reduktiven mikrobiologischen Abbaus von PCE durch dispergiertes nZVI konnte gezeigt werden. Die Stimulation mit nZVI-Dispersion war ausgeprägter als mit Dispergierungsmedium alleine. Nachhaltige toxische Effekte durch Injektion von dispergiertem nZVI auf die untersuchten Organismen wurden weder im Feld noch im Labor beobachtet. Eine quantitative Einschätzung des Anteils biologischer Prozesse am Gesamtumsatz von PCE war nicht möglich. Durch die Kombination von physikalisch-chemischen Untersuchungen mit molekularbiologischen Nachweisen der am Standort vorkommenden Schadstoffverwerter konnten standortspezifische synergetische und ökotoxikologische Effekte ermittelt werden.

Diese Effekte sind abhängig vom verwendeteten nZVI-Material und den Standortbedingungen. Als Ergebnis des Vorhabens wird empfohlen bei der Anwendung von nZVI zur Abschätzung von Risiken und den Synergieeffekten abiotischer und mikrobieller reduktiver Dechorierung immer eine standortspezifische Prüfung vorab durchzuführen. Die im Projekt erprobten molekularbiologischen Parameter haben sich als aussagekräftig erwiesen und stehen für den Einsatz im Feld zur Verfügung.

Veröffentlichungen:

Köber R., Hollert H., Hornbruch G., Jekel M., Kamptner A., Klaas N., Maes H., Mangold K.-M., Martac E., Matheis A., Paar H., Schäffer A., Schell H., Schiwy A., Schmidt K. R., Strutz T. J., Thümmler S., Tiehm A., Braun J.: Nanoscale zero-valent iron flakes for groundwater treatment. Environ. Earth Sci. (2014): DOI 10.1007/s12665-014-3239-0.

Schiwy A., Maes H., Koske D., Flecken M., Schmidt K., Schell H., Tiehm A., Kampter A., Thümmler S., Stanjek H., Heggen M., Dunin-Borkowski R., Braun J., Schäffer A., Hollert H.: The ecotoxic potential of a new zero-valent iron nanomaterial, designed for the elimination of halogenated pollutants, and its effect on reductive dechlorinating microbial communities. Environmental Pollution 216: 419-427 (2016) DOI 10.1016/j.envpol.2016.05.051

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