In situ Mikrokosmenuntersuchungen mit 13C-markiertem Benzol und Toluol zum Nachweis des natürlichen biologischen Abbaus im Grundwasser und zur molekularbiologischen Analyse der abbauaktiven Mikroflora

• Ch. Büning, F. Pfeifer, E. Podwojewski, W. Quecke, A. B. Dohrmann, Ch. C. Tebbe, M. Kästner, H. H. Richnow

In belasteten Aquiferen können natürliche Prozesse zum Rückhalt und Abbau der vorhandenen Schadstoffe beitragen. So wird bei Grundwasserkontaminationen an Altstandorten mit organischen Substanzen wie z. B. monoaromatischen Kohlenwasserstoffen (Benzol, Toluol, Ethylbenzol, Xylole – BTEX) häufig ein stationärer Zustand der Belastungssituation in Bezug auf die Höhe der Belastung und die Ausbreitung der gelösten Schadstoffe beobachtet. Unter Berücksichtigung des Alters der Kontamination und der Abstandsgeschwindigkeit des Grundwassers liegt vielfach eine erhebliche Retardation der Kontaminanten im Grundwasser vor. Dieser Zustand entspricht einem dynamischen Gleichgewicht, in dem der Schadstoffeintrag im Bereich der Schadensquelle durch konzentrationsmindernde Prozesse wie Dispersion, Sorption
an Festphasen, Ausgasung in die ungesättigte Zone, Verdünnung oder mikrobieller Abbau kompensiert wird. In Anlehnung an die US-EPA werden diese natürlichen
Rückhalte- und Abbauprozesse unter dem Begriff „Natural Attenuation“ (NA) zusammengefasst.
Eingehende Untersuchungen in den letzten Jahren haben ergeben, dass insbesondere der natürliche mikrobielle Abbau von Kohlenwasserstoffen im Grundwasser ein Prozess ist, dessen Effizienz lange Zeit unterschätzt wurde . So zeigen verschiedene Forschungsarbeiten, dass BTEX in kontaminierten Grundwasserleitern nicht nur unter aeroben Verhältnissen, sondern auch unter anaeroben Bedingungen umgesetzt werden können. Im Gegensatz zu den o. g. physikalisch/chemischen Vorgängen, welche im
Wesentlichen nur eine Problemverlagerung in andere Umweltkompartimente bewirken, führt ein biologischer Abbau zu einer Mineralisierung der Schadstoffe.
In Anbetracht einer nachhaltigen Beschreibung und Reduzierung des Gefährdungspotenzials einer Kontamination sind somit der Nachweis und die Quantifizierung des Abbauvermögens autochthoner Mikroorganismen die wesentlichen Faktoren für die Bewertung des natürlichen Selbstreinigungspotenzials eines Aquifers. Entsprechende Untersuchungen stellen sowohl für die Gefahrenbeurteilung im Zuge der
Gefährdungsabschätzung als auch für die Validierung von Sanierungsmaßnahmen von Schadstofffahnen im Grundwasser ein wichtiges Instrumentarium dar.

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