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Grundwasserreinigung

Kontaminiertes Grundwasser besser vor Ort reinigen

| Redakteur: Manja Wühr

Einsammeln und zerstören – das ist die Aufgabe von Carbo-Iron, einer kohlenstaubfeinen Substanz, die am UFZ entwickelt wurde, um Grundwasser zu reinigen.
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Einsammeln und zerstören – das ist die Aufgabe von Carbo-Iron, einer kohlenstaubfeinen Substanz, die am UFZ entwickelt wurde, um Grundwasser zu reinigen. (Bild: André Künzelmann/UFZ)

Das neue Verbundmaterial Carbo-Iron – eine Kombination aus Kohlenstoff und Nanoeisen – könnte helfen, kontaminiertes Grundwasser besser vor Ort zu reinigen. Diese Kombination verbindet Reaktivität mit Schadstoffanreicherung. Zudem kann es breite Reaktionszonen im Grundwasserleiter erzeugen und direkt in die Schadstoffquelle injiziert werden.

Leipzig – Die Feldversuche im Kleinstmaßstab führten die Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) und der Firma Golder Associates in den vergangenen Monaten auf einem ehemaligen Militärgelände im niedersächsischen Celle durch, dessen Grundwasser mit dem Schadstoff Perchlorethen (PCE) belastet ist. Perchlorethen ist ein weit verbreitetes organisches Lösungsmittel, das als hartnäckiger Schadstoff häufig im Grundwasser zu finden ist. Wie viele chlorierte Kohlenwasserstoffe ist es krebserzeugend.

Um die neue Sanierungstechnologie zu testen, wurden bei Celle mit Genehmigung der Behörden 20 Kilogramm des neuen Reinigungsverbundstoffes über zwei Bohrungen direkt in das kontaminierte Grundwasser eingebracht und anschließend der Abbau des Schadstoffs ausgewertet. Parallel dazu fanden im Labor Untersuchungen zur Ökotoxizität des eingebrachten Materials statt. Beide Ergebnisse erscheinen aus Sicht der Wissenschaftler vielversprechend: „Wir erhoffen uns von diesem neuen Verbundmaterial eine sehr umweltfreundliche Lösung, um kontaminiertes Grundwasser vor Ort reinigen zu können. Aus unserer Sicht ist Carbo-Iron die bessere Alternative zum bislang in solchen Fällen oft verwendeten nano-Eisen“, erklärt Dr. Katrin Mackenzie vom UFZ. Denn es enthält nicht nur Eisen, um Schadstoffe reduktiv abzubauen. Der Kohlenstoff sammelt mit seiner riesigen Oberfläche die Schadstoffe wie ein Schwamm ein und stellt sie dem Eisen zur Zerstörung bereit.

Außerdem wird Carbo-Iron im Vergleich zum nano-Eisen aufgrund seiner geringeren Dichte und günstigeren Oberflächenbeschaffenheit besser im Grundwasserleiter transportiert. Diese Beweglichkeit erhöht seine Wirksamkeit. Sehr positiv verlaufen sind die Tests zur ökologischen Verträglichkeit, die ebenfalls am UFZ durchgeführt wurden. Sie zeigten keine akute Toxizität. „Wir sehen daher in der Grundwasserreinigung mit Carbo-Iron eine nanobasierte Technologie, die mit gutem Gewissen in der Umwelt eingesetzt werden kann“, so Katrin Mackenzie.

Die Untersuchungen sind Teil des Forschungsprojektes Fe-Nanosit, das im Laufe dieses Jahres abgeschlossen wird. Mit Nanopartikel-basierten in-situ-Sanierungstechnologien werden sich die UFZ-Wissenschaftler auch danach weiter befassen. Zusammen mit 28 Partnern untersuchen sie im EU-Großprojekt Nanorem bis 2017 das Potenzial dieser neuen Materialien im größeren Maßstab. Die UFZ-Wissenschaftler arbeiten daran, eisenbasierte Komposite wie Carbo-Iron zu implementieren und neue in-situ-Oxidationskatalysatoren zu entwickeln. Außerdem erstellen sie ökonomische Verwertungsstrategien und führen Kosten-Nutzen-Analysen durch.

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