Anaerober in-situ-Metabolismus aromatischer Kohlenwasserstoffe unter wechselnden Redox-Verhältnissen bei der Sanierung des Grundwasserleiters an einem ehemaligen Gaswerksstandort

Schmitt, Reinhard; Püttmann, Wilhelm

doi:180

Anaerober in-situ-Metabolismus aromatischer Kohlenwasserstoffe unter wechselnden Redox-Verhältnissen bei der Sanierung des Grundwasserleiters an einem ehemaligen Gaswerksstandort

Schmitt, Reinhard

2001

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Reinhard Schmitt

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2001

UmfangGetr. Zählung : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2000

Genehmigende Fakultät
Fak05

Hauptberichter/Gutachter
Püttmann, Wilhelm (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2000-07-03

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-1808
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/62142/files/Schmitt_Reinhard.pdf

Einrichtungen

Fakultät für Georessourcen und Materialtechnik (500000)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Geowissenschaften (frei) ; Düsseldorf (frei) ; Gaswerk (frei) ; Porengrundwasserleiter (frei) ; Aromaten (frei) ; Mikrobieller Abbau (frei) ; Anaerobier (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 550

Kurzfassung
Im Grundwasser des ehemaligen Gaswerksgeländes in Düsseldorf-Flingern wurde der anaerobe mikrobiologische Abbau aromatischer Kohlenwasserstoffe und das Auftreten von Metaboliten insbesondere unter Berücksichtigung der Veränderungen im Zuge der Boden- und Grundwassersanierung detailliert untersucht. Physikalisch-chemische Phänomene wie Grundwasserschwankungen, Transport- und Sorptionsprozesse sowie mikrobiologische Degradation bedingen eine spezifische Verteilung und Zusammensetzung der Aromaten in der Kontaminationsfahne. Für die mikrobiologische Transformation der Monoaromaten unter sulfatreduzierenden Bedingungen ergibt sich folgende Einteilung: Stark reaktiv: Toluol, Benzol, 1,2,4-Trimethylbenzol, Styrol. Mittelstark reaktiv: Xylole, 1,3,5-Trimethylbenzol, m-Ethyltoluol. Wenig reaktiv: Ethylbenzol, Methylstyrole, 1,2,3-Trimethylbenzol. Unter nitratreduzierenden Bedingungen erscheint Benzol resistent, Ethylbenzol dagegen reaktiver. Wahrscheinlich durch Diffusion von athmosphärischem Sauerstoff erfolgt eine deutliche Störung des an Sulfatreduktion gekoppelten Aromatenabbaus. Eine kurzfristige Dosierung des Grundwassers mit zusätzlichem Nitrat führt nur bei Toluol und 1,2,4-Trimethylbenzol zu einer verstärkten Transformation. Als Zwischenprodukte des mikrobiologischen Abbaus konnten im Grundwasser eine Reihe von aromatischen Säuren nachgewiesen und meist bestimmten Ausgangsverbindungen zugeordnet werden. Das Konzentrationsverhältnis von Arylbernsteinsäuren wie Benzylbernsteinsäure und Naphthylbernsteinsäuren zu den jeweils korrespondierenden aromatischen Monocarbonsäuren wie Benzoesäure und Naphthoesäuren kann als Anzeiger für die Intensität des Aromatenabbaus dienen.

Anaerobic microbial degradation of aromatic hydrocarbons and the occurrence of metabolites were studied in detail in the groundwater of the former manufactured gasplant site at Düsseldorf-Flingern especially with respect to changes due to remediation of soil and groundwater. Physico-chemical effects such as variations in ground-water table, processes of transport and sorption as well as microbial degradation cause a specific distribution and composition of the aromatics in the contaminant plume. The microbial degradation of the monoaromatics under sulfate-reducing conditions was classified as follows: Strongly reactive: Toluene, benzene, 1,2,4-trimethylbenzene, styrene. Medium reactive: Xylenes, 1,3,5-trimethylbenzene, m-ethyltoluene. Hardly reactive: Ethylbenzene, methylstyrenes, 1,2,3-trimethylbenzene. Under nitrate-reducing conditions, benzene appeares to be resistant and ethylbenzene more reactive. Degradation of the aromatics coupled to sulfate-reduction is significantly disturbed probably by diffusion of athmospheric oxygen. Short term addition of nitrate to the groundwater only enhances the transformation of toluene and 1,2,4-trimethylbenzene. Several aromatic acids were found in the groundwater as intermediates of the microbial degradation and could be attributed to the corresponding aromatic compounds in most cases. The concentration ratio of aryl succinic acids such as benzylsuccinic acid and naphthylsuccinic acids to the corresponding monoaromatic acids such as benzoic acid and naphthoic acids may be used to indicate the intensity of the microbial degradation.

Fulltext:
PDF
(additional files)