Wie man chemische Schadstoffe abbaut

Die Wasserverschmutzung durch industrielle Chemieanlagen führte zu fast drei Millionen Altlasten in Europa, die gereinigt werden müssen. Verbreitete Grundwasserkontaminanten wie etwa Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Trichlorethylen und Tetrachlorethylen sind besonders schwierig zu entfernen.

Die EU-finanzierte Initiative IMOTEC-BOX (Isotopic and molecular techniques for determining the efficiency of in-situ bioremediation and chemical oxidation of chlorinated compounds) evaluierte biologische und chemische Möglichkeiten, schädliche chemische Schadstoffe im Grundwasser zu zersetzen und zu entfernen.

IMOTEC-BOX setzte die Arbeit eines früheren Projekts fort, das Auffanggräben an einem stark verschmutzten gebrochenen Grundwasserleiter in Odena, Katalonien, gebaut hatte. Bauabfälle in Form von Beton auf Kalksteinbasis in diesen Gräben bauten Chloroform ab und brachten den pH-Wert des Wassers in den alkalischen Bereich.

Da nur 30-40% des Chloroforms auf diese Weise abgebaut wurden, testete IMOTEC-BOX andere Verfahren, um die verbleibenden chlorierten Schadstoffe zu entfernen. Hierzu gehörte die Zugabe von Chemikalien, die Verunreinigungen auf Kontakt zerstören, indem sie hochreaktive freie Radikale bilden, oder die Verwendung von Mikroben, um die Verunreinigungen abzubauen.

Die chemischen verfahren waren für einige chlorierte Schadstoffe wirksam, konnten andere wie etwa Tetrachlorkohlenstoff aber nicht abbauen. Diese Chemikalie wurde allerdings natürlich in den Auffanggräben abgebaut, möglicherweise durch eisenbasierte Entchlorung.

Mikroben, die Enzyme produzieren, die Chemikalien abbauen, bieten eine weitere natürliche Art und Weise, um Verunreinigungen aus dem Grundwasser zu entfernen. Dieser Prozess ist auch als Bioremediation bekannten. Wie bei der chemischen Behandlung waren einige chlorierte Verunreinigungen gegen den mikrobiellen Abbau resistent, während andere wie etwa chlorierte Methane und Chloroform abgebaut wurden.

Versuche, den mikrobiellen Abbau zu stimulieren oder zu verbessern, waren weitgehend erfolglos, obwohl die Forscher herausfanden, dass die Zugabe von Vitamin B12 den biologischen Abbau von chlorierten Methanen beschleunigte. Die Forscher identifizierten auch ein bakterielles Gen, das am Chloroform Abbau beteiligt ist und das sie als Indikator verwenden wollen, um die Effizienz von künftigen Biostimulationsstrategien zu verfolgen.

Die Ausschöpfung oder die Verbesserung der Degradation, die natürlicherweise in belasteten Grundwasserleitern stattfindet, wird das Management von kontaminierten Standorten kostengünstiger machen und steht im Einklang mit europäischen Wassersicherheitsstandards.