Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die Sanierung von schadstoffbelasteten B\u00f6den st\u00f6\u00dft h\u00e4ufig aufgrund der Unterschiede in den Bodeneigenschaften, dem Schadstoffspektrum und der geologischen Gegebenheiten auf Schwierigkeiten. Fast jeder Sanierungsfall fordert daher eine individuelle Beurteilung der Sanierungsm\u00f6glichkeiten und h\u00e4ufig stehen geeignete, wirtschaftliche Dekontaminationsverfahren und -ger\u00e4te noch nicht zur Verf\u00fcgung.
\nIm Rahmen des Projektes sollen daher ein modulares System und Ger\u00e4tetechnik entwickelt werden, die effizient auf m\u00f6glichst unterschiedliche Schadensf\u00e4lle angewendet werden k\u00f6nnen. Schwerpunkte liegen dabei auf der Erstbehandlung des kontaminierten Materials durch Ozon. Hierbei soll ein von der Fa. Ferdinand Koller und Sohn entwickelter mobiler Feldozonisator zum Einsatz kommen, mit dem eine Dekontamination verschiedenster B\u00f6den direkt vor Ort erfolgen soll.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZu Beginn werden an k\u00fcnstlich kontaminierten B\u00f6den die grunds\u00e4tzlichen Abbaumechanismen des Schadstoffs mittels Ozon untersucht. Weiterhin werden Versuche mit variierenden Parametern, wie z.B. dem Wassergehalt oder der Bodenart, durchgef\u00fchrt. Untersuchungen mit einer Laboranlage sollen Erkenntnisse \u00fcber abbaubare Schadstoffmengen und die notwendige Ozonungsdauer liefern sowie eine Optimierung der Prozessparameter erm\u00f6glichen. Zum Vergleich des durchmischten Reaktorsystems mit einem durchstr\u00f6mten wird der Schadstoffabbau ebenfalls in einer Feststoffs\u00e4ule untersucht.
\nUm die Vorg\u00e4nge innerhalb des mobilen Feldozonisators besser simulieren zu k\u00f6nnen, sollen Versuche mit einer Technikumsanlage durchgef\u00fchrt werden.
\nAbbauversuche mit real kontaminierten B\u00f6den sollen weitere Aufschl\u00fcsse \u00fcber die Effizienz des Verfahrens im realen Anwendungsfall liefern. Als m\u00f6gliche Schadstoffe sollen diese B\u00f6den polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) sowie Erd\u00f6lverunreinigungen enthalten.
\nDie aus den Versuchen mit der Labor- und der Technikumsanlage gewonnen Ergebnisse sollen auf die Pilotanlage \u00fcbertragen werden. Weiterhin sollen Probleme beim Betrieb der Pilotanlage erkannt und be-seitigt werden.
\nDer Abbau des Schadstoffs soll dar\u00fcber hinaus mit \u00f6kotoxikologischen Testverfahren untersucht werden, um genauen Aufschluss \u00fcber eventuell auftretende toxische Abbauprodukte zu erhalten. Dar\u00fcber hinaus soll ebenfalls die M\u00f6glichkeit der Kombination des Verfahrens mit mikrobiologischen Abbaumethoden beurteilt werden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die Abbauergebnisse mit luftgetrockneten, k\u00fcnstlich kontaminierten B\u00f6den mit Phenanthren als Modellschadstoff zeigten innerhalb kurzer Behandlungszeitr\u00e4ume hohe Abbauraten. Innerhalb einer Stunde Begasung mit Ozon konnten bis zu 87% der Ausgangsschadstoffmenge abgebaut werden. W\u00e4hrend der Ozonisierung stiegen der CSB und DOC in den w\u00e4ssrigen Bodenextrakten stark an, was sich durch die Entstehung wasserl\u00f6slicher Verbindungen erkl\u00e4rte.
\nEin vollst\u00e4ndiger Schadstoffabbau konnte jedoch nicht nachgewiesen werden. Die Abbaukurven n\u00e4herten sich nach 1 h einem Grenzwert an, der bei den durchgef\u00fchrten Versuchen zwischen 94 und 97% lag und auch durch Steigerung der Behandlungsdauer bis auf 10 h nicht weiter erh\u00f6ht werden konnte.
\nDas Auftreten von Restkonzentrationen war unabh\u00e4ngig vom Gehalt an nat\u00fcrlichen organischen Inhaltsstoffen des jeweiligen untersuchten Bodens. Zwar konnte eine deutliche Verlangsamung des Schadstoffabbaus mit ansteigendem Kohlenstoffgehalt gemessen werden, die Restkonzentration des Schadstoffs war allerdings bei den untersuchten B\u00f6den nahezu gleich.
\nF\u00fcr die Stagnation des Abbaus wurde hingegen das Auftreten von Stofftransporthemmungen erkannt, die ihren Ursprung in der Wechselwirkung des Schadstoffs mit dem Boden haben. Wird der Schadstoff pulverf\u00f6rmig direkt auf den Boden gegeben, wobei der Schadstoff nicht in das Porengef\u00fcge des Bodens eindringen kann, steigt die Abbaurate auf 99,9%.
\nBei den Versuchen mit der Feststoffs\u00e4ule trat ein vollst\u00e4ndig anderer Reaktionsmechanismus auf. Aufgrund der schlechten W\u00e4rmeabfuhr in dem durchstr\u00f6mten Reaktorsystem kam es zu einer Z\u00fcndung der Reaktion, die mit einem starken Anstieg der gemessenen Kohlendioxidmenge am Reaktorausgang verbunden war. Der Schadstoffabbau betrug hier 99,8%.
\nBei den Versuchen mit wasserhaltigen B\u00f6den wurde hingegen in beiden Reaktorsystemen ein starker Abfall der Abbaugeschwindigkeit festgestellt. Nennenswerte Schadstoffums\u00e4tze wurden erst nach 5h Behandlungsdauer gemessen. Ursache hierf\u00fcr war die Erh\u00f6hung der Transportdauer des Ozons zum Schadstoff. Eine Krustenbildung an den Reaktorw\u00e4nden erschwerte zudem die Durchmischung.
\nMithilfe der \u00f6kotoxikologischen Testverfahren wurde der Effekt der Giftung nachgewiesen: Nach einer Behandlungsdauer von 15 min stieg die \u00d6kotoxizit\u00e4t der w\u00e4ssrigen Bodeneluate stark an. Erst durch weitere Ozonisierung ging die toxische Wirkung wieder zur\u00fcck. Dieser Effekt wurde auf die Entstehung von Diphenaldehyd und Diphenaldehyds\u00e4ure als Abbauprodukte aus dem Phenanthrenabbau zur\u00fcckgef\u00fchrt.
\nDie Versuche mit drei ausgew\u00e4hlten real kontaminierten B\u00f6den zeigten sehr schlechte Abbauergebnisse. Die Ozonisierung der PAK- bzw. mineral\u00f6lkontaminierten B\u00f6den lieferte lediglich Abbauraten zwischen 0 und 30%, wobei der Boden mit der j\u00fcngsten Kontamination die besten Ergebnisse lieferte und der Boden, der bereits mikrobiologisch vorbehandelt war, die schlechtesten. Die \u00d6kotoxizit\u00e4t war bei dem ersten Boden hingegen am gr\u00f6\u00dften, bei den beiden anderen B\u00f6den konnte keine Hemmung nachgewiesen werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Vortr\u00e4ge: Kongress Umwelt Innovativ 26. bis 27. November 1998, Augsburg, Messezentrum; 1. Bioteach Praxiskurs Umwelt(bio)technologie, 19.-20. Oktober 1998, Institut f\u00fcr Technische Chemie, Universit\u00e4t Hannover; Workshop Bioavailability and Biostimulation Strategies, Universit\u00e4t Hamburg Harburg, 25.-26.05.99
\nMessen: Biotechnika, Internationale Fachmesse f\u00fcr Biotechnologie, 5.10-7.10.1999, Hannover
\nPosterpr\u00e4sentationen: DECHEMA-Jahrestagungen98, 16. Jahrestagung der Biotechnologen, 26.-28. Mai 1998, Wiesbaden; DECHEMA-Jahrestagungen99, Fachtreffen Umwelttechnik, 27-29.April 1999, Wiesbaden;
\nVer\u00f6ffentlichungen: M\u00fcller, T.; Stehr, J.; Gosslar, P.; Scheper, T.: Abbau von Schadstoffen mittels Ozon in einem Pflugscharmischer, Chemie Ingenieur Technik, in Vorbereitung<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Aufgrund der vorliegenden Ergebnisse zur Ozonisierung von schadstoffbelasteten B\u00f6den in einem Feststoffmischer muss das Verfahren als wirtschaftlich nicht effizient bezeichnet werden. Die Kosten f\u00fcr die Produktion der Reaktoranlage, f\u00fcr die Erzeugung des Ozons und den Antrieb des Mischers erfordern eine kurze Behandlungsdauer von wenigen Stunden, um einen hohen Umsatz zu erzielen und damit die Kosten des Verfahrens niedrig zu gestalten. W\u00e4hrend der durchgef\u00fchrten Forschungsarbeiten konnte innerhalb dieser Zeitr\u00e4ume jedoch kein befriedigender Abbau nachgewiesen werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Die Sanierung von schadstoffbelasteten B\u00f6den st\u00f6\u00dft h\u00e4ufig aufgrund der Unterschiede in den Bodeneigenschaften, dem Schadstoffspektrum und der geologischen Gegebenheiten auf Schwierigkeiten. Fast jeder Sanierungsfall fordert daher eine individuelle Beurteilung der Sanierungsm\u00f6glichkeiten und h\u00e4ufig stehen geeignete, wirtschaftliche Dekontaminationsverfahren und -ger\u00e4te noch nicht zur Verf\u00fcgung. Im Rahmen des Projektes sollen daher ein […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[47,2422,64,51,52,53],"class_list":["post-20127","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-klimaschutz","tag-landnutzung","tag-niedersachsen","tag-ressourcenschonung","tag-umweltforschung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"05987\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"A-05987.pdf","dbu_projektdatenbank_bsumme":"153.387,56","dbu_projektdatenbank_firma":"Ferdinand Koller und Sohn GmbH & Co. KG","dbu_projektdatenbank_strasse":"Bruchkampweg 5","dbu_projektdatenbank_plz_str":"29227","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Celle","dbu_projektdatenbank_p_von":"1996-09-16 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2001-01-11 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"4 Jahre und 4 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"05141\/98980","dbu_projektdatenbank_inet":"","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Niedersachsen","dbu_projektdatenbank_foerderber":"5","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/20127","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/20127\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":33130,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/20127\/revisions\/33130"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=20127"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=20127"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=20127"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}