Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
TNT-belasteter Boden kann durch eine biologische Anaerob-\/Aerob-Behandlung dekontaminiert werden. W\u00e4hrend der anaeroben Verfahrensstufe werden TNT und Begleitkontaminanten unter Zusatz von Glucose durch biologische Reduktion der Nitrogruppen im Boden festgelegt. Die aerobe Verfahrensstufe dient dem biologischen Abbau der aus der Glucose gebildeten G\u00e4rprodukte sowie der F\u00f6rderung des Humifizierungsprozesses der im Boden festgelegten Verbindungen. Ziel der geplanten Untersuchungen ist es, mit Hilfe des Einsatzes von isotopenmarkiertem TNT die Langzeitstabilit\u00e4t und die Bindungsformen des im Boden reduzierten und irreversibel festgelegten TNT zu analysieren.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenUm die vollst\u00e4ndige und irreversible Bindung des reduzierten TNT nach der biologischen Behandlung des TNT-kontaminierten und mit 14C-TNT aufdotierten Bodens zu pr\u00fcfen, wurden Remobilisierungsversuche unter drastischen sowie Langzeitbedingungen durchgef\u00fchrt werden. Au\u00dferdem kam eine Silylierungsmethode des Bodens zur Anwendung, um zwischen kovalent gebundenen Molek\u00fclen und in Huminstoffen eingeschlossenen freien Molek\u00fclen zu unterscheiden. Dar\u00fcber hinaus wurde in der Humins\u00e4urenfraktion bestimmt, in welchem Molekulargewichtsbereich das reduzierte TNT gebunden vorliegt.
\nVorrangiges Ziel des Projektes war es, die Bindungsformen des im Boden reduzierten und irreversibel festgelegten TNT zu analysieren. Durch Einsatz von 15N-TNT wurde mit Festk\u00f6rper NMR-spektroskopischen Analysen untersucht, ob bei der biologischen Anaerob-\/Aerob-Behandlung von TNT im Boden eine Reduktion aller drei Nitrogruppen erfolgt. Au\u00dferdem sollten durch die NMR-Analysen Aussagen \u00fcber die Art der kovalenten Bindungen von reduziertem TNT gewonnen werden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Ziel der vorliegenden Untersuchungen war es, mit Hilfe des Einsatzes von isotopenmarkiertem TNT die Bindungsformen und die Stabilit\u00e4t des im Boden reduzierten und festgelegten TNT zu analysieren. Versuche mit 14C-markiertem TNT zeigten, dass durch eine biologische Anaerob-\/ Aerob-Behandlung eine vollst\u00e4ndige Immobilisierung von reduziertem TNT erreicht wird. Remobilisierungsversuche unter drastischen Bedingungen best\u00e4tigten den irreversiblen Bindungscharakter. Auch bei Simulation einer j\u00e4hrlichen Niederschlagsmenge von 2000 mm wurde innerhalb von 22 Monaten nur eine sehr geringe Auswaschung von radioaktivmarkierten Substanzen beobachtet. Bei diesen Substanzen handelte es sich weder um TNT noch um dessen Reduktionsprodukte. Wurde aus dem biologisch behandelten Boden die Humins\u00e4urenfraktion extrahiert und mit Hilfe der Gr\u00f6-\u00dfenausschlusschromatographie der Molekulargewichtsbereich bestimmt, in dem die Radioaktivit\u00e4t gebunden vorlag, so lie\u00df sich ableiten, dass die reduzierten Metabolite des TNT im gesamten Molekulargewichtsbereich der Humins\u00e4urenfraktion integriert vorlagen. Weitere Extraktionen des biologisch behandelten Bodens unter nichthydrolytischen alkalischen sowie unter hydrolytischen sauren Bedingungen lie-\u00dfen erkennen, dass es nicht zu einer Freisetzung von partiell reduzierten Verbindungen des TNT kommt. Dar\u00fcber hinaus ergaben Extraktionsversuche, bei denen der biologisch behandelte Boden einer Silylierung unterzogen wurde, keine Hinweise auf die Freisetzung von niedermolekularen radioaktivmarkierten Verbindungen. Diese Ergebnisse sprechen daf\u00fcr, dass die Metabolite des TNT durch Chemisorption in die organische Bodensubstanz kovalent eingebunden wurden und nicht nur sequestriert wurden. Entsprechende Resultate wurden auch durch Festk\u00f6rper 15N-NMR-spektroskopische Messungen von Bodenproben w\u00e4hrend und nach der biologischen Anaerob-\/Aerob-Behandlung von TNT-kontaminiertem Boden erhalten. Es wurde festgestellt, dass TNT einer starken chemischen Ver\u00e4nderung unterliegt. Die spektroskopischen Befunde best\u00e4tigten ebenfalls die kovalente Bindung von reduzierten Derivaten des TNT durch Einbau in die organische Bodensubstanz.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Teile der Untersuchungen wurden beim Workshop Langzeit- und Remobilisierungsverhalten von Schadstoffen: Festlegung von organischen Schadstoffen bei der biologischen Bodensanierung vorgestellt und in einem Tagungsband ver\u00f6ffentlicht. Ein Teil der Untersuchungen wurde bei der Zeitschrift Environmental Toxicology and Chemistry zur Ver\u00f6ffentlichung eingereicht. Zu den \u00fcbrigen Untersuchungen sind weitere Ver\u00f6ffentlichungen in Vorbereitung.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Ziel der vorliegenden Untersuchungen war es nachzuweisen, dass die Metabolite des TNT w\u00e4hrend des biologischen Sanierungsverfahrens tats\u00e4chlich irreversibel \u00fcber kovalente Bindungen im Boden festgelegt werden. Zum jetzigen Zeitpunkt kann die Aussage getroffen werden, dass die erzielten Ergebnisse mit dieser Art der Festlegung der Metabolite des TNT in Einklang stehen. Es konnte sowohl die Stabilit\u00e4t der festgelegten Metabolite unter drastischen Extraktionsbedingungen als auch die Langzeitstabilit\u00e4t belegt werden. Es gibt keine analytischen Befunde, die auf eine Maskierung von TNT oder Metaboliten des TNT in die organische Bodensubstanz hinweisen. Sowohl die Untersuchungen mit 14C-markiertem TNT als auch die Festk\u00f6rper 15N-NMR-Spektroskopie zeigen, dass die Metabolite des TNT \u00fcber kovalente Bindungen in die organische Bodensubstanz eingebaut vorliegen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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