Sanierung eines PCE-Schadens in einem makroskopisch oxischen Grundwasserleiter durch Stimulation anaerober dehalogenierender Bakterien (original) (raw)

Grundwasser

Abstract

ZusammenfassungEine erfolgreiche biologische In-situ-Sanierung von PCE-kontaminierten Grundwasserleitern erfordert hinreichend reduzierende Bedingungen sowie die Anwesenheit von molekularem Wasserstoff, der dehalogenierenden Bakterien als Elektronendonor dient. Durch Injektion eines biologisch gut abbaubaren Hilfsstoffs (Auxiliarsubstrat) können diese Faktoren gesteuert werden.Die vorliegende Fallstudie beschreibt die Verfahrensschritte für eine erfolgreiche Stimulierung des biologischen PCE-Abbaus in einem ursprünglich sauerstoffhaltigen Grundwasserleiter. Laboruntersuchungen in Mikrokosmen (Stufe I) verifizierten das standorteigene bakterielle Abbaupotenzial sowie die Eignung des Auxiliarsubstrats (hier: Melasse). Basierend auf hydrogeologischen und geochemischen Felddaten wurde die erforderliche Melassemenge abgeschätzt sowie deren Wirkungsbereich im Aquifer modelliert (Stufe II). Im Feldversuch erfolgten periodische Injektionen des Auxiliarsubstrats (hier: 170 Tage) begleitet von geochemischen und molekularbiologischen Analysen (Stufe III). Durch die Melasseinjektion konnten im PCE-kontaminiertem Bereich des Aquifers methanogene Bedingungen sowie eine massive Zunahme von Schlüsselbakterien der Gattung Dehalococcoides induziert werden. Der erfolgreiche In-situ-Bioabbau von PCE zu Ethen wurde durch substanzspezifische Kohlenstoff-Isotopenanalysen bestätigt.AbstractA successful biological in situ remediation of PCE contaminated aquifers requires suitable redox conditions as well as molecular hydrogen used by dehalogenating bacteria as the electron donor. Injecting an easily biodegradable auxiliary substrate allows to control both factors. The present study describes the procedural steps for a successful stimulation of biological PCE-degradation in a primary oxygen-containing aquifer. A microcosm study (level I) showed the bacterial potential of the site and the suitability of molasses as an auxiliary substrate. Using hydrogeological and geochemical field data, the amount of molasses was estimated and its zone of influence was modelled (level II). In a field test, molasses was periodically injected (170 days) accompanied by geochemical and molecular biological analysis (level III). Following the injection of molasses, methanogenic conditions as well as a significant increase of Dehalococcoides was observed. In situ biodegradation of PCE to ethene was verified by compound-specific carbon isotope analysis.

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