Innovative biologische Altlastsanierung für Boden- und Grundwasserschadstoffe
Die Sanierung verschmutzter Industriestandorte ist ein kostspieliges globales Problem. Kontaminierte Gebiete sind schädlich für die Umwelt im Allgemeinen und stellen ein Risiko für die menschliche Gesundheit im Besonderen dar. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts EiCLaR(öffnet in neuem Fenster) wurden innovative In-situ-Strategien zur biologischen Altlastensanierung (ISBR) entwickelt und auf den Weg zur raschen Kommerzialisierung gebracht.
Gezielte Schadstoffe
Die im Rahmen des Projekts entwickelten ISBR wirken auf eine Reihe von industriellen Schadstoffen, die sich auf Boden und Grundwasser auswirken. Zu diesen Schadstoffen gehören halogenierte Verbindungen wie chlorierte Lösungsmittel und Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS), Mineralölkohlenwasserstoffe und Schwermetalle. Chlorierte Lösemittel werden in vielen Industriezweigen verwendet und kommen in der Regel bei der Reinigung, Entfettung und Textilverarbeitung zum Einsatz. PFAS, die manchmal auch als „Ewigkeitschemikalien“(öffnet in neuem Fenster) bezeichnet werden, werden in einer Vielzahl von Produkten verwendet, darunter wasserdichten Materialien, Lebensmittelverpackungen und Klebstoffen. Mineralölkohlenwasserstoffe sind die am häufigsten vorkommenden Umweltschadstoffe. Durch die metallverarbeitende Industrie und die Landwirtschaft treten Schwermetalle in der Umwelt zunehmend in toxischen Mengen auf.
Technologien zur biologischen Altlastensanierung
Die biologische Sanierung von Umweltschadstoffen stützt sich auf Mikroorganismen, die giftige Substanzen in unschädliche Bestandteile aufspalten. Das EiCLaR-Team hat vier Technologien entwickelt, bei denen diese Sanierung innovativ genutzt wird, indem biologische mit physikalischen Prozessen kombiniert werden. Der Projektkoordinator Tim Vogel erklärt: „Wir sind stolz darauf, vier innovative Technologien zur biologischen Altlastensanierung und ein Entscheidungshilfeinstrument(öffnet in neuem Fenster) entwickelt zu haben. Diese Technologien werden bei Verschmutzungen im Boden und im Grundwasser eingesetzt, wenn die vorhandenen biologischen Prozesse zu langsam sind oder durch eine Mischung von Schadstoffen behindert werden.“ Zu den Sanierungsverfahren gehören die elektro-nano-Bioremediation (ENB), die bioelektrische Sanierung (BER), der aerobe metabolische TCE-Abbau (MBR) und die verbesserte Phytosanierung (EPR). Insgesamt wurden Tests an 12 Feldstandorten in Europa und China durchgeführt. Vogel führt weiter aus: „Bei den Tests wurde die Möglichkeit geprüft, die Technologie in Böden und Grundwasserreservoirs mit unterschiedlichen Eigenschaften einzusetzen, auch mit Einflüssen auf die Durchlässigkeit, den pH-Wert, den Schadstoffgehalt und die Art.“
Vermarktung der Projektergebnisse
Ein Hauptziel bei EiCLaR war die kommerzielle Einführung der Sanierungstechnologien innerhalb von drei Jahren nach Abschluss des Projekts. Daher hat das Konsortium ein Entscheidungshilfeinstrument als Fahrplan zur Marktreife erarbeitet. Das Instrument und zwei der vier Technologien – ENB und BER – werden bereits kommerzialisiert. Bei der ENB, die auf halogenierten Verbindungen beruht, werden Elektroden und Eisen-Nanopartikel in den kontaminierten Bereich eingebracht. Die Nanopartikel werden über ein elektrisches Feld regeneriert und anschließend bauen Mikroorganismen die restlichen Schadstoffe ab. Die BER, die auf Erdölkohlenwasserstoffe abzielt, beruht auf dem bioelektrochemischen System (BES), einem Gerät, das chemische Energie in elektrische Energie umwandelt. Die Bakterien oxidieren den Schadstoff und die freigesetzten Elektronen werden durch den BES-Kreislauf geleitet. Mit der BER könnte Energie aus dem Substrat zurückgewonnen werden, während gleichzeitig Schadstoffe aus der Umwelt entfernt werden. Noch in der Erprobung sind der MBR und die EPR, die mit chlorierten Lösungsmitteln bzw. Schwermetallen/organischen Stoffen funktionieren. Die EiCLaR-Technologien wurden in Scale-up-Anlagen untersucht, in denen bis zu 10 Kubikmeter Boden geprüft werden können. Insgesamt profitierte das Projektteam von diesem robusten Feldtest. Das Projekt EiCLaR wird Ende 2024 abgeschlossen, und es liegt in greifbarer Nähe, dass alle Technologien in den nächsten drei Jahren zur Marktreife gebracht werden. Das ist ein gutes Zeichen für eine sauberere und gesündere Welt.
