Aufrufe
vor 9 Monaten

wlb - Wasser, Luft und Boden 4/2015

wlb - Wasser, Luft und Boden 4/2015

SPEKTRUM Im Zentrum der

SPEKTRUM Im Zentrum der Forschung Zukunftsthemen in Boden-, Grundwasser- und Altlastensanierung Für die Beurteilung und Bearbeitung von Altlasten wurden in den letzten Jahren eine ganze Reihe von neuen Methoden in den Bereichen der chemischen und der mikrobiologischen Analytik sowie der hydrogeologischen Erkundung entwickelt. Dies betrifft die Anwendung von hochentwickelter Massenspektrometrie für ein umfassendes Schadstoff-Screening (Non-Target-Screening) und die Nutzung von Metaboliten und stabilen Isotopen zum Nachweis von Abbauprozessen im Feld. Molekularbiologische Methoden ermöglichen die Identifizierung und Quantifizierung des Schadstoffabbaupotenzials in Grundwasser und Böden, unabhängig von der Kultivierbarkeit der Mikroorganismen. Neue Möglichkeiten der Untergrunderkundung ergeben sich nicht zuletzt in der Kombination von hydrogeologischen Methoden mit nachweisstarken chemischen Analyseverfahren. Die zentralen neuen Herausforderungen, Chancen und Risiken für den Grundwasserschutz lassen sich sehr treffend an Hand der Anwendung von Nanopartikeln in der Sanierung und des hydraulischen Fracturing (Fracking) diskutieren. Prof. Dr. Christian Zwiener von der Universität Tübingen begrüßte die Teilnehmer des Seminars, das vom Fortbildungsverbund Boden und Altlasten Baden- Württemberg im Ständehaus Karlsruhe veranstaltet wurde. Screening und Analytik Katja Friedl Anfang Oktober trafen sich rund 50 Experten aus dem Bereich Altlastensanierung in Karlsruhe, um über neuartige Methoden und Herangehensweisen sowie mögliche Lösungsansätze bei der Untersuchung und Bearbeitung von Altlasten zu diskutieren. Autorin: Dipl.-Chem. Katja Friedl, Redakteurin, Vereinigte Fachverlage GmbH, Mainz Im ersten Vortrag des Tages beleuchtete Dr. Wolfgang Schulz von der Landeswasserversorgung in Langenau neue Möglichkeiten in der Erkundung von Grundwasserkontaminationen. Im Fokus des Referats stand das Non-Target-Screening mittels LC-HRMS (liquid chromatography / high resolution mass spectrometry). Durch die Elektrosprayionisation (ESI) lassen sich auch empfindliche Moleküle und nicht kovalente Aggregate ionisieren und anschließend durch Massenspektrometrie detektieren. Wolfgang Schulz stellte unterschiedliche Anwendungsbeispiele aus seinem Alltag vor. Um neue Methoden und Möglichkeiten in der Isotopenanalytik ging es im Vortrag von Dr. Daniel Buchner, Universität Tübingen. Besonders aussagekräftige Ergebnisse lassen sich mit einer zweidimensionalen Isotopenanalyse erzielen. Hier werden 13C und 37Cl untersucht und in Beziehung gesetzt. So können auch komplexe Standorte mit mehreren Schadensherden und Bioabbau 2 TerraTech 4/2015

SPEKTRUM 01 Wolfgang Schulz, Landeswasserversorgung Langenau 02 Daniel Buchner, Universität Tübingen 03 Thomas Schwartz, Karlsruher Institut für Technologie beurteilt werden. Außerdem eignet sich die Methode, um Natural Attenuation für komplexe CKW-Schadensfälle zu evaluieren. Alte und neue Methoden Prof. Dr. Thomas Schwartz von Karlsruher Institut für Technologie (KIT) beschäftigte sich in seinem Vortrag mit der Biotransformation von Xenobiotika durch Mikroorganismen. Xenobiotika sind chemische Verbindungen, die dem biologischen Stoffkreislauf eines Organismus oder eines Ökosystems fremd sind. Sie enthalten oft Strukturelemente, die in dieser Form nicht oder nur äußerst selten in Naturstoffen vorkommen. Thomas Schwartz führte aus, dass sich durch angepasste Technologien optimierte Umgebungen für Bakterienpopulationen schaffen lassen. Dadurch kann ein breites Spektrum an Wasserinhaltsstoffen transformiert oder sogar mineralisiert werden. Um neue Methoden zur hochaufgelösten Untergrunderkundung ging es im Vortrag von Dr. Carsten Leven-Pfister, Universität Tübingen. Wichtige Voraussetzung für neue Methoden seien zum einen Repräsentativität und Reproduzierbarkeit sowie die Prüfung der behördlichen Akzeptanz. Dabei sollte auch immer im Blick behalten werden, dass „alte“ Methoden optimiert und erweitert werden können, wodurch tiefere Einblicke in Problemstellungen möglich werden. Der Referent empfiehlt zu prüfen, ob nicht eine Kombination verschiedener Methoden zur größten Aussagesicherheit führen kann. In seinem zweiten Referat stellte Carsten Leven-Pfister neue Tracer als Indikatoren für Stoffflüsse und -umsetzungen vor. Tracer werden zum Beispiel bei hydrogeologischen oder hydrologischen Fragestellungen eingesetzt ebenso wie bei Leckage- Ortungen oder bei der Untersuchung von Stoffumsätzen. Als „neue“ Tracer rücken zunehmend anthropogene Spurenstoffe als Indikatoren für Transport- und Transformationsprozesse in den Mittelpunkt. So ist z. B. Koffein ein Indikator für ungeklärtes Abwasser, während Ibuprofen, Acesulfam und andere als Indikatoren für Kanalleckagen herangezogen werden können. PCR und Forensik Die Analyse des biologischen Abbaupotenzials mit PCR-Methoden stand im Zentrum des Vortrags von Dr. Kathrin Schmidt, Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe. Sie führte aus, dass PCR (Polymerase-Kettenreaktion) ein wichtiges Tool zur einfachen und schnellen Bestimmung des Standort-spezifischen anaeroben und aeroben Abbaupotenzials ist. So lassen sich die vorliegenden Abbauvorgänge an einem Standort besser verstehen, eine Gefährdungsabschätzung und Prognose werden ermöglicht. Welchen Stellenwert die Forensik in der Altlastensanierung besitzt, führte Dr. Helmut Dörr, Dörr Consult, Wiesloch, aus. Hierbei steht die Untersuchung der räumlichen, stofflichen und zeitlichen Herkunft einer Boden- und Grundwasserverunreinigung im Zentrum. Meist lassen sich so bei einem Gesamtschaden verschiedene Einzel-Ursachen oder -Verursacher identifizieren und quantifizieren. Ein weiterer Vorteil der Methode ist, dass durch foren - sische Untersuchungen das hydrogeolo gische Standortmodell präzisiert werden kann. Optionen und Risiken Wie sich die nanobasierte Grundwassersanierung mit Eisenoxiden von der Forschung in die Praxis entwickelt hat, führte Prof. Dr. Rainer Meckenstock von der Universität Duisburg-Essen aus. Der Vorteil kolloidaler Nano-Eisenoxide ist ihre gute Injizierbarkeit in den Boden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Eisenoxiden lassen sich die Nanomaterialien in den Untergrund einbringen, wo sie sich in der Schadstofffahne verteilen können. Die ersten Versuche verliefen laut Referent sehr erfolgreich, wobei eine lokale BTEX-Abnahme nachgewiesen werden konnte. Die Produktion der Nanopartikel in industriellem Maßstab ist inzwischen möglich und macht die Methode auch für den Regeleinsatz interessant. Welche Risiken Fracking für Wasserressourcen eröffnet, untersuchten Kathrin Hölzer und Martin Elsner vom Institut für Grundwasserökologie am Helmholtz Zentrum München. Sie konnten zeigen, dass aufgrund der Erfahrungen in den USA insbesondere die großen Mengen an benötigtem Wasser sowie die Gefahr der Kontamination von Oberflächengewässern und flachem Grundwasser kritisch zu bewerten sind. Auch fehle noch Wissen in Bezug auf Transformationsprodukte sowie ein funk tionierendes Konzept für die Abwasserentsorgung. Fotos: Katja Friedl www.fortbildungsverbund.de TerraTech 4/2015 3