Das Projekt "Untersuchungen zu Stroemungs- und Transportvorgaengen in einem heterogenen anaeroben Modellaquifer - im koordinierten Verbundvorhaben 'Simulierung der vollstaendigen reduktiven Dehalogenierung in einem Modellaquifer'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Wasserbau durchgeführt. In dem Verbundvorhaben 'Stimulierung der vollstaendigen reduktiven Dehalogenierung in einem Modellaquifer - Artificial Anaerobic Aquifer A4' wurden die mikrobiellen Transformationen chlorierter Ethen unter naturaehnlichen Bedingungen untersucht. Die Experimente wurden in einem grossskaligen aquasizweidimensionalen, hydraulisch heterogenen Grundwasserversuchsstand durchgefuehrt, der mit Dehalospirillum multivorans, das PCE via TCE in cis-DCE umwandelt, und einer Mischkultur, die TCE und cis-DCE zu VC to Ethen transformieren kann, beimpft. Beide Kulturen wurden von der Arbeitsgruppe Scholz-Muramatsu am Institut fuer Siedlungswasserbau bereitgestellt. Ethanol wurde als Elektronendonator eingesetzt. Folgende Fragen sollten mit den Untersuchungen beantwortet werden: - Kann die mikrobielle Gemeinschaft von Dehalospirillum multivorans und der Mischkultur, die PCE in Bioreaktoren vollstaendig dechloriert, zur in-situ Sanierung eingesetzt werden? - Ist Ethanol ein geeigneter Elektronendonator fuer den Prozess? - Wie wirkt sich die Variabilitaet hydraulischer Eigenschaften auf die Durchmischung der Substrate und die effektiven Reaktionsraten aus? Experimenteller Aufbau und Versuchsdurchfuehrung: Der Versuchsstand ist 10m lang, 70cm hoch und 20cm breit, Er ist mit zwei Sanden in Blockstruktur befuellt und mit 140 Messstellen bestueckt. Ethanol und ein Hydrogensulfidpuffer wurden in entgastes Wasser eingeleitet, das ueber die gesamte Querschnittsflaeche des Zulaufes eingebracht wurde. Die Grundstroemung betrug 70 ml/min. An der Stelle x = 75 cm, z = 35 cm wurden 10 ml/min einer PCE-gesaettigten Loesung zugegeben. Ergebnisse: - Dehalospirillum multivorans kann unter in-situ Bedingungen stimuliert werden. PCE wurde zeitweilig vollstaendig zu DCE umgesetzt. Es bildete sich eine PCE-Fahne aus, deren Laenge einer Fliesszeit von etwa 1,5 Tagen entsprach. - Um Ethanol verwerten zu koennen, war es notwendig, eine Begleitkultur (Desulfovibrio desulfuricans) anzuimpfen, die die Elektronen von Ethanol auf molekularen Wasserstoff uebertraegt, der anschliessend von den Dechlorierern zur Reduktion der chlorierten Ethene eingesetzt wurde. - Die Verwendung von Ethanol als Elektronendonator ist nicht zu empfehlen weil - die Nettoreaktion zur Versauerung fuehrt, die die Zugabe eines pH-Puffers notwendig machte, - Ethanol konkurrierend zur Dechlorierung in Fettsaeuren umgewandelt wurde, - Propionat erwies sich als Substrat, das die reduktive Dechlorierung selektiver stimuliert und zu einer schwaecheren Versauerung fuehrt. - Die Mischkultur konnte nicht dauerhaft stimuliert werden, Bodenproben ergaben jedoch, dass die Organismen noch vorhanden waren und bei optimalen Wachstumsbedingungen stimuliert werden konnten, - Die Substrate waren ausreichend durchmischt. Die PCE-Fahne war insbesondere in hochdurchlaessigen Linsen schmal genug um eine intensiven Queraustausch zu ermoeglichen.