Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stadtwerke Düsseldorf AG durchgeführt. Bei der Sanierung von Grundwaessern, die mit Chlorkohlenwasserstoffen und Aromaten verunreinigt sind, werden die zu entfernenden Schadstoffe durch Strippen aus der waessrigen in die Gasphase ueberfuehrt und nach Teilentfeuchtung der Stripperabluft an Aktivkohle absorbiert. Bei diesem Verfahren werden insbesondere bei Vorliegen der Abbauprodukte cis-Dichlorethen und Vinylchlorid erhebliche Mengen in die Atmosphaere ausgetragen. Ausserdem fuehrt die beladene Aktivkohle zu neuen Entsorgungsproblemen. In dem beantragten Vorhaben sollen deshalb Verfahren entwickelt werden, die eine weitestgehende Mineralisierung der Schadstoffe zum Ziel haben. Dazu werden folgende Konzepte parallel verfolgt: 1. Zerstoerung der Stoffe in der Gasphase durch Excimer-UV-Strahler (222 und 206 nm); 2. Zerstoerung der Stoffe in der Gasphase durch Elektronenbestrahlung; 3. Versuche mit der offenen Entladungsstrecke zur Zerstoerung der Stoffe in der Gasphase.
Das Projekt "Verfahrensentwicklung und modellhafte Sanierung eines LHKW-Schadens mittels mikrobiologischer in situ-Technik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BioSoil Deutschland GmbH durchgeführt. Ziel: Durch BioSoil wurde ein Verfahren für die anaerobe Dehalogenierung von LHKW entwickelt. Das Verfahren ist international patentrechtlich geschützt. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde die Leistungsfähigkeit des Verfahrens unter besonderen Bedingungen an einem Standort demonstriert. Es handelt sich um das Chemikalienlager eines ehemaligen Garnisonsgeländes in Halle/Saale. Der Boden und das Grundwasser sind mit dem Schadstoff Trichlorethen kontaminiert. Beschreibung: Das Verfahren von BioSoil nutzt die natürlichen mikrobiellen Mechanismen zum Abbau von leichtflüchtigen chlorierten Kohlenwasserstoffen (LHKW). Durch einen gesteuerten Ablauf mikrobieller Vorgänge, dem Prozess der reduktiven Dehalogenierung, erfolgt die Dekontamination im Grundwasser in-situ. Die gesättigte Bodenzone wird damit in einen Bioreaktor umgewandelt. Die reduktive Dehalogenierung von leichtflüchtigen chlorierten Kohlenwasserstoffen (LHKW) verläuft über zwei Stufen bevorzugt unter sulfatreduzierenden Bedingungen nach dem folgenden Reaktionsschema (Abb.1): Tetrachlorethen (PER) und Trichlorethen (TRI) werden über die erste Stufe zu cis-Dichlorethen (cisDCE) umgesetzt. In der zweiten Stufe wird cisDCE über Vinylchlorid (VC) zu Ethen/Ethan umgewandelt. Für den Abbau von PER und TRI zu Ethen/Ethan wird unter sulfatreduzierenden Bedingungen ein Substrat von den abbauenden Mikroorganismen benötigt. Das Substrat liefert den Elektronendonor, der für eine reduktive Dehalogenierung notwendig ist. Durch BioSoil wurde für das beschriebene Reaktionsschema ein hochwirksames Substrat entwickelt. Die Maßnahme zur Schaffung der erforderlichen Bedingungen für die Dehalogenierung von LHKW setzt die gezielte Zugabe dieses Substrats im kontaminierten Abschnitt im Grundwasser voraus. Dafür ist die Installation von Infiltrations- und Entnahmefiltern erforderlich. Die Systemfilter werden oberirdisch an Förderpumpen angeschlossenen und über eine Sanierungsanlage betrieben. Das reinfiltrierte Grundwasser wird als Transportmedium für die zugeführten Hilfsstoffe genutzt. Geologie des Projektgeländes: Über stauenden Verwitterungsschichten bildet sich ein niederschlagsabhängiger Horizont (mit Hangwasser) mit demnach unregelmäßiger und gering ergiebiger Wasserführung. Der Horizont besteht aus einem mäßig bis nahezu undurchlässigem tonigen Schluff. Im Labor wurden Durchlässigkeiten bis zu 10-8m/s ermittelt. Ergebnisse: Bei Pumpversuchen wurden im Schadenszentrum vor Beginn der Sanierungsmaßnahme maximal 120.000 myg/l TRI im Grundwasser analysiert. Im Verlauf des ersten Sanierungsjahres wurde im Schnitt für TRI 60.000 myg/l gemessen. Im zweiten Sanierungsjahr fielen die Werte für Trichlorethen auf ca. 10.000 myg/l. In der Zusammensetzung der LHKW konnte eine fortschreitende Metabolisierung nachgewiesen werden. Bereits im Verlauf des ersten Sanierungsjahres hatte cis-DCE einen Anteil von ca. 50 Prozent an der Summe LHKW, dieser erhöhte sich im zweiten Jahr auf ca. 90 bis 100 Prozent. usw.
Das Projekt "Aerobes Verfahren zur mikrobiellen Eliminierung von Dichlorethen und Vinylchlorid" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Mikrobiologie durchgeführt. Durch Untersuchungen im Labor- und halbtechnischen Massstab werden die Grundlagen fuer die Entwicklung eines aeroben Submers-Verfahrens zum vollstaendigen biologischen Abbau von cis-1,2-Dichlorethen und Vinylchlorid erarbeitet. Das Verfahren basiert auf dem cometabolischen Abbau der Zielsubstanzen entweder durch aerobe, Isopren verwertende Bakterienstaemme, welche in der Gruppe des Antragstellers isoliert und beschrieben wurden, oder durch neu zu isolierende, cDCE produktiv abbauende Bakterienstaemme. Es soll so ausgelegt werden, dass es mit einem vorzuschaltenden anaeroben Prozess (Frau Prof. G. Diekert, Universitaet Stuttgart) zur reduktiven Dehalogenierung von hochchlorierten Ethenen (PCE, TCE) kombiniert werden kann. Die Arbeiten werden zunaechst mit cDCE als Zielsubstanz durchgefuehrt. Dieses ist weniger gesundheitsgefaehrdend als VC und erfordert einen geringeren Sicherheitsaufwand. Darueber hinaus steigt bei den untersuchten Isopren verwertenden Bakterien die Cooxidationsrate mit abnehmendem Chlorierungsgrad am Ethen stark an, sodass ein mit cDCE optimiertes System auf jeden Fall auch VC wirksam eliminiert. Die Auslegung einer aeroben Stufe fuer ein kombiniertes Verfahren wird sich also in jedem Fall am cDCE orientieren muessen.
Das Projekt "Untersuchung des Haushaltes der Halogenverbindungen in der Troposphaere (HALOBUD)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Essen, Fachbereich 8 Chemie, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie durchgeführt. General Information: The distribution and fate of volatile organohalogen compounds in the atmosphere has recently attracted considerable attention. In particular, it has been suggested that phytotoxic chloroacetic acids found in connifer needles arise from atmospheric precursors and that they have made a significant contribution to forest decline in a number of European regions. It is frequently assumed that halogenated organic compounds found in water air and soil are almost all of anthropogenic origin and hence it has been suggested that the use of organohalogen compounds should be reduced or even phased out. The scientific basis for such statements remains vague and often unproven. The purpose of this programme is to provide reliable scientific data concerning the fate of halogenated compounds in the atmosphere and the possibility of formation of organohalogen compounds, including haloacetic acids, from biogenic hydrocarbons. The objective of the first part of the programme is to provide mechanisms for the atmospheric degradation of a range of structurally selected organohalogen compounds and to determine kinetic and photochemical parameters required to quantify these processes This work will give rise to structure-reactivity relationships which will be used to make reliable predictions concerning the atmospheric oxidation of organohalogen species in general. Testing of these mechanisms will be carried out at the EUPHORE outdoor smog chamber facility. Secondly, the yields of chlorinated products arising from either the homogeneous reaction of Cl atoms with unsaturated hydrocarbons of biogenic origin or from heterogeneous photochemical reactions in the presence of sea-salt aerosols will be investigated. Finally, the chemical mechanisms developed in this programme will be used in tropospheric models to assess the relative importance of anthropogenic source to biogenic emissions in the formation of adsorbable organic halogen. The results of this study will enable regulatory authorities and producers to put anthropogenic emissions into a realistic global perspective. This information could reduce the costs incurred in regulation of important industrial uses of organohalogen compounds without detriment to the environment. Prime Contractor: Risoe National Laboratory, Department of Plant Biology and Biogeochemistry; Roskilde/Denmark.
Das Projekt "KORA - Kontrollierter natürlicher Rückhalt und Abbau von Schadstoffen bei der Sanierung kontaminierter Grundwässer und Böden - Themenverbund 3: Feldstudie zum natürlichen Abbau und Rückhalt von Chlorkohlenwasserstoffen am Beispiel des Industriestandortes Frankenthal" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V. - Technisch-wissenschaftlicher Verein - Technologiezentrum Wasser (TZW) durchgeführt. Die mikrobiellen Abbauprozesse in einem mit leichtflüchtigen chlorierten Kohlenwasserstoffen (LCKW) kontaminierten Aquifer werden untersucht und bewertet. Das Verbundprojekt ist dem Themenverbund Chemische Industrie und Metallverarbeitung des BMBF-Förderschwerpunkts KORA (Kontrollierter natürlicher Rückhalt und Abbau von Schadstoffen bei der Sanierung kontaminierter Grundwässer und Böden; info: www.natural-attenuation.de) zugeordnet. Die bereits vorliegenden Untersuchungen am Standort belegen eine auffallend kleine Zone mit LCKW-kontaminiertem Grundwasser im Abstrom der Schadensherde. Das Schadensbild ist geprägt von den Kontaminanten Perchlorethen und Trichlorethen sowie vom Abbauprodukt cis-Dichlorethen. Entgegen den Befunden an vielen anderen LCKW-kontaminierten Standorten sind die Konzentrationen an Vinylchlorid sehr niedrig. Das aktuelle Schadensbild lässt auf aktive mikrobiologische Abbauprozesse schliessen. Ziel des Vorhabens ist die Klärung der mikrobiologischen Abbaumechanismen und die Beurteilung der Kinetik beim LCKW-Abbau mit unterschiedlichen Auxiliarsubstraten und Elektronenakzeptoren. Es werden Feld- und Laboruntersuchungen zum aeroben und anaeroben mikrobiologischen Abbau der Chlorethene und die für den mikrobiellen Abbau relevanten Redoxbedingungen ermittelt. Neben der reduktiven Dechlorierung (Halorespiration) soll die oxidative Dechlorierung mit den Elektronenakzeptoren Sauerstoff, Nitrat und Fe(III) untersucht werden. In Kooperation mit den Verbundpartnern wird die Isotopenfraktionierung beim mikrobiellen Abbau der LCKW ermittelt und hinsichtlich ihrer Aussagekraft für Felduntersuchungen beurteilt. Die Ergebnisse werden in ein numerisches Grundwassermodell zur quantitativen Erfassung der Schadstoff-Transportvorgänge integriert. Auf der Basis der mikrobiologischen Untersuchungen können darüber hinaus auch die Möglichkeiten zur gezielten Stimulation des natürlichen Abbaus aufgezeigt werden. Im Rahmen des Verbundvorhabens werden übertragbare und allgemeingültige Kriterien für die Beurteilung und das Monitoring bei NA-Prozessen an LCKW-kontaminierten Standorten erarbeitet.
Das Projekt "Sanierung einer Grundwasserkontamination mittels 'in-situ-Reaktionswand' (E60)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Institut für Geologie und Mineralogie, Lehrstuhl für Angewandte Geologie durchgeführt. In-situ-Reaktionswände werden als kostengünstige Alternativen zu herkömmlichen Sanierungsmethoden für Grundwasserschäden diskutiert. In Deutschland wird dieses Verfahren bereits für diverse Schadstoffe, hauptsächlich jedoch leichtflüchtige halogenierte Kohlenwasserstoffe (LCKW) eingesetzt. In der Praxis wird ein geeignetes Material in den Grundwasserstrom als Barriere eingebracht und passiv durchströmt. In der Wand werden dann die Schadstoffe durch angepasste Prozesstechnologien behandelt. Im Falle der LCKW wird Eisengranulat als Wandfüllung eingebracht, durch das die chlorierten Kohlenwasserstoffe reduktiv dechloriert und in unschädliche Verbindungen umgewandelt werden. An einer ehemaligen Deponie bei Lauf a.d. Pegnitz wird das Verfahren mit Hilfe von Labor- und Feldversuchen getestet. Die Versuche haben zum Ziel die prinzipielle Eignung und Langzeitstabilität der Methodik an dem speziellen örtlichen Grundwasser zu untersuchen und eine Dimensionierung für eine eventuell zu errichtende Wand zu ermöglichen. Die Ergebnisse können als Handlungsempfehlung für ähnliche Projekte in Bayern verwendet werden. Der Grundwasserleiter im Abstrom der Deponie ist mit Tetrachlorethen, Trichlorethen und cis-Dichlorethen belastet. Herkömmliche pump-and-treat-Methoden zeigen an dem Standort keine nachhaltige Erniedrigung der Schadstoffkonzentrationen. Die Versuche gliedern sich in zwei Phasen. In der ersten Phase werden Laborversuche durchgeführt um eine prinzipielle Eignung des verwendeten Reaktormateriales zu erbringen. Dazu wird das Eisen in speziell angefertigte Säulen gefüllt und mit dem vor-Ort abgepumpten, belasteten Grundwasser durchströmt. Entlang einer Traverse werden in den Säulen Wasserproben genommen und untersucht. So können Veränderungen der Schadstoffkonzentrationen und verschiedener Wasserparameter entlang der Fliessstrecke gemessen werden. In der anschließenden zweiten Versuchsphase, wird in Großsäulenversuchen vor-Ort, die Langzeitstabilität der Eisenfüllung untersucht. Diese größeren Säulen werden dabei permanent mit dem belasteten Grundwasser durchströmt. In regelmäßigen Abständen erfolgt eine Beprobung der Säulen um das Abbauverhalten im laufe der Zeit zu untersuchen. Eine Untersuchung des Reaktormateriales am Ende des Versuchszeitraumes gibt Rückschlüsse auf eventuelle Probleme, die die Langzeitstabilität des Materiales beeinträchtigen können.
Das Projekt "verfahrenstechnische Anwendung, Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Industrie Engineering Gesellschaft durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines on-site Prozesses zur Elimination chlorierter Ethene aus kontaminiertem Grundwasser durch anaerobe Bakterien. Für die Prozessentwicklung wurde ein anaerober, CKW-beständiger Festbettreaktor (Volumen 3.5 m3) entwickelt, der mit natürlichem Grundwasser aus einem Grundwasserförderbrunnen durchströmt wird (Förderrate 50 bis 100 L/h). Hauptkontamination im Grundwasser ist Trichlorethen (5 - 80 mg/L). Der Festbettreaktor wurde mit den dechlorierenden Kulturen Dehalospirillum multivorans (Dechlorierung von Tetrachlorethen zu cis-1,2-Dichlorethen) und einer Trichlorethen zu Ethen dechlorierenden Mischkultur beimpft. Es wird der Einfluss der Grundwasserzusammensetzung auf die Effektivität der Dechlorierung ermittelt. Ein weiteres Ziel ist die Ermittlung des geeigneten Elektronendonators. Dieser muss einerseits möglichst selektiv die Dechlorierung fördern und andererseits kostengünstig sein.
Das Projekt "Teilprojekt 1: mikrobiologische Grundlagenuntersuchungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Fakultät für Bauingenieur- und Vermessungswesen, Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft, Lehrstuhl für Hydrochemie und Hydrobiologie in der Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Optimierung der reduktiven Dechlorierung chlorierter Ethene zur Reinigung von kontaminiertem Grundwasser in einem on-site Prozess. Für die Prozessentwicklung wird ein Festbettreaktor (Volumen 3.5 m3) mit natürlichem Grundwasser aus einem Grundwasserförderbrunnen durchströmt (Förderrate 50 bis 100 L/h). Hauptkontamination im Grundwasser ist Trichlorethen (5 - 80 mg/L). Der Festbettreaktor wurde mit den dechlorierenden Kulturen von Dehalospirillum multivorans (Tetrachlorethen zu cis-1,2-Dichlorethen) und einer Trichlorethen zu Ethen dechlorierenden Mischkultur beimpft. Es wird der Einfluss der Grundwasserzusammensetzung auf die Effektivität der Dechlorierung ermittelt. Ein wichtiges Ziel ist weiterhin die Ermittlung des geeigneten Elektronendonators. Dieser muss einerseits möglichst selektiv die Dechlorierung fördern und andererseits kostengünstig sein.
Das Projekt "Bioremediation von chlorethenkontaminierten Standorten durch mikrobielle reduktive Dechlorierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Institut de Genie de l'Environnement, Laboratoire de Biotechnologie Environnementale durchgeführt. Chlorierte Ethene koennen durch anaerobe Bakterien vollstaendig nach Ethen dechloriert werden. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Mikrobiologie, die die letzten zwei Dechlorierungsschritte von Dichlorethen zu Vinylchlorid und von Vinylchlorid zu Ethen katalysiert, zu identifizieren und genauer zu untersuchen. Anreicherungen zielen darauf ab, Bakterien zu aktivieren, die chlorierte Ethene als Elektronenakzeptor in einer anaeroben Atmung benutzen oder cometabolisch dechlorieren. Die Bakterienanreicherungen sollen mit molekular-oekologischen Methoden untersucht werden um Hinweise auf die Identitaet der dechlorierenden Bakterien zu kriegen. Reinkulturen werden auf ihre Physiologie, Biochemie, Genetik und Oekologie hin untersucht.
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