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Die Wasserstoffkonzentration als Parameter zur Identifizierung des natürlichen Abbaus von leichtflüchtigen Chlorkohlenwasserstoffen (LCKW) im Grundwasser. Online Ressource
Alter, Marcus Daniel
Berlin (Deutschland)
Selbstverlag
2006, 185 S., Abb., Tab., Lit.
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[Quelle: http://d-nb.info]
In der Arbeit wurde die Wasserstoffkonzentration als Parameter zum Nachweis von natürlichen Abbauprozessen (NA) bei LCKW-Schadensfällen im Grundwasser untersucht. Die bekannte H tief 2-Probenahmemethode ("bubble strip method") wurde optimiert und eine Methode zur Aufbewahrung von H tief 2-Proben entwickelt. In Laborversuchen mit Reinkulturen und einer dechlorierenden Mischkultur wurde die H tief 2-Konzentration bei konkurrierenden Redoxprozessen untersucht. Zur Optimierung der Extraktion von Wasserstoff aus dem Grundwasser wurde der Eintrittsdurchmesser der hierfür üblicherweise verwendeten Gasmäuse verringert. Mit einem Gasblasenvolumen von 10 ml und Volumenströmen von 50 bis 140 ml/min stellte sich das Extraktionsgleichgewicht mit annähernd optimalem, theoretisch berechnetem Verlauf ein. Bei Volumenströmen > 100 ml/min wurde in 20 min ein 98 prozentiges Gleichgewicht erreicht. Die H tief 2-Probenahme kann somit schneller und reproduzierbarer durchgeführt werden als bisher. Es wurde gezeigt, dass H tief 2-Proben statt der bisher angenommenen zwei Stunden 1-3 Tage aufbewahrt werden können, was eine Analyse der Proben im Labor ermöglicht. Für die Dechlorierung von PCE wurden mit einer vorhandenen dechlorierenden Mischkultur und mit zwei untersuchten Reinkulturen (Sulfurospirillum multivorans und Methanosarcina mazei) H tief 2-Schwellwerte von 1-2 nM ermittelt. Unterhalb dieser Konzentrationen findet keine Dechlorierung mehr statt. Das trifft in der dechlorierenden Mischkultur auch für die sukzessiven Abbauschritte bis zur Bildung von Ethen zu. Die H tief 2-Schwellwerte für die Denitrifikation mit der Mischkultur lagen unterhalb der Nachweisgrenze von 0,2 nM. Für die Sulfatreduktion wurden als Schwellwertkonzentrationen 3,1-3,5 nM H2 und für die hydrogenotrophe Methanogenese 7-9 nM H tief 2 ermittelt. Die Dechlorierung ist damit gegenüber konkurrierenden Prozessen wie Sulfatreduktion und Methanogenese eindeutig im Vorteil. Die bei Reinkulturen gefundenen H tief 2-Schwellwertkonzentrationen liegen deutlich über den H teif 2-Schwellwerten der gleichen Redoxprozesse in Mischkulturen. Es ist möglich, dass in der Mischkultur andere als die untersuchten Reinkulturen die H tief 2-Konzentration bestimmen. Zur Klärung der Diskrepanz der H tief 2-Schwellwerte können sowohl H tief 2-Messungen bei Versuchen mit Reinkulturen als auch weitere Untersuchungen der Interaktion verschiedener Organismen in Mischkulturen beitragen. Für die Praxis ist festzuhalten, dass die Ermittlung von Dechlorierungszonen mit Hilfe der Wasserstoff-Konzentration relevanter ist, als die Identifizierung der dominierenden Redoxprozesse. Wasserstoff wird in unmittelbarer Nähe der Produktion wieder verbraucht und reflektiert die tatsächlichen kleinskaligen Milieubedingungen am Ort der Messung, während Methan oder gelöstes Eisen durch einen möglichen Transport nicht zwingend die Gegebenheiten direkt am Ort der Messung widerspiegeln.
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