Biologische Bodensanierung Methodenbuch

Biologische Bodensanierung......Page 6
Vorwort......Page 8
Inhalt......Page 10
1 Einleitung......Page 18
2.1.1 Multifunktionalität oder Einschränkung der Nutzungsmöglichkeiten......Page 20
2.1.2 Nutzungsbezogene Sanierungsziele......Page 24
2.1.3 Technische Sanierungsziele......Page 26
2.2 Untersuchungsstrategie und Projektstruktur......Page 28
2.2.1.1 Vorbereitende Untersuchungen......Page 29
2.2.1.2.1 On-site/off-site-Verfahren......Page 31
2.2.1.2.2 In-situ-Verfahren......Page 32
2.2.1.3 Technische Vorplanung......Page 34
2.2.1.4 Monitoring und Erfolgskontrolle......Page 36
2.2.2 Projektstruktur......Page 37
2.3.1 Rechtliche Grundlagen......Page 40
2.3.2 Unfallgeschehen......Page 42
2.3.3 Gefährdungsermittlung......Page 43
2.3.3.1 Beabsichtigter Umgang mit biologischen Agenzien......Page 44
2.3.3.2 Unbeabsichtigter Umgang mit biologischen Agenzien......Page 45
2.3.4.1 Pflichten des Auftraggebers......Page 46
2.3.4.2 Pflichten des Auftragnehmers......Page 47
2.3.5.1 Zonierung der Baustelle......Page 48
2.3.5.2 Schwarz-Weiß-Anlage......Page 50
2.3.5.3 Dekontamination von Geräten und Fahrzeugen......Page 52
2.3.6 Schutzmaßnahmen......Page 53
2.3.6.2 Technische Schutzmahahmen......Page 54
2.3.6.4 Organisatorische Schutzmaßnahmen......Page 55
2.3.6.5 Persönliche Schutzausrüstungen......Page 57
2.4 Literatur......Page 58
3 Mikrobiologische Charakterisierung kontaminierter Böden......Page 60
3.2 Bestimmung des Bodenwassergehaltes und der Trockensubstanz......Page 61
3.3 Bestimmung der maximalen Wasserhaltekapazität (WHKmax)......Page 62
3.4.1 Bestimmung der potentiellen Atmungsaktivitäten......Page 63
3.5 Quantifizierung mikrobieller Populationen......Page 66
3.6.1 Quantifizierung von Mineralöl abbauenden Mikroorganismen......Page 69
3.6.2 Quantifizierung von polycyclische Kohlenwasserstoffe (PAK) abbauenden Mikroorganismen......Page 71
3.7 Literatur......Page 72
4.1 Mikrobieller Abbau organischer Umweltchemikalien......Page 74
4.1.1 Abbau von Mineralölkohlenwasserstoffen......Page 76
4.1.1.1 Abbau von Aliphaten......Page 77
4.1.1.2 Abbau von Alicyclen......Page 79
4.1.1.3 Abbau von Aromaten......Page 80
4.1.2 Abbau von chlorierten Kohlenwasserstoffen (CKW)......Page 84
4.1.2.1 Abbau von halogenierten Aliphaten......Page 85
4.1.2.2 Abbau von halogenierten Aromaten......Page 86
4.1.2.3 Abbau von halogenierten Benzolen und Benzoesäuren......Page 87
4.1.2.4 Abbau von chlorierten Phenolen......Page 89
4.1.3 Abbau von polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK)......Page 90
4.1.4 Abbau von polychlorierten Biphenylen (PCB)......Page 92
4.2.1 Nährstoffansprüche aerober Mikroorganismen......Page 94
4.3 Isolierungs- und Anreicherungsmethoden......Page 96
4.3.1 Aliphatische Kohlenwasserstoffe abbauende Mikroorganismen......Page 97
4.3.2 BTEX abbauende Bakterien......Page 100
4.3.3 Chlorphenole abbauende Mikroorganismen......Page 104
4.3.4 PAK abbauende Bakterien......Page 108
4.3.5 Isolierung von Pilzen......Page 113
4.4 Literatur......Page 116
5.1 Bestimmung von Kohlenwasserstoffen......Page 120
5.2 Bestimmung von leichtflüchtigen halogenierten und aromatischen Kohlenwasserstoffen......Page 125
5.3 Bestimmung von polychlorierten Biphenylen......Page 130
5.4 Summenbestimmung von organisch gebundenen Halogenen......Page 134
5.5 Bestimmung von polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen......Page 139
5.6 Literatur......Page 145
6.1 Die Fragestellung der Optimierung......Page 148
6.3.1 Schnelltests......Page 150
6.3.1.1 Respirometrischer Test......Page 151
6.3.1.2 Hemmtests......Page 154
6.3.2.1 Technische Aspekte......Page 159
6.3.2.2.1 Nährsalzbedarf......Page 162
6.3.2.2.2 Belüftung, Sauerstoffeintrag......Page 164
6.3.2.2.3 Alternative Elektronenakzeptoren......Page 170
6.3.2.2.4 Adsorption, Desorption und Bioverfügbarkeit......Page 171
6.3.2.2.5 Temperatur und pH-Wert......Page 177
6.3.2.2.6 Cosubstrate......Page 179
6.3.2.2.7 Spezielle Mikroorganismen......Page 180
6.3.3 Bodensäule......Page 181
6.3.4 Lysimeter, Testmieten......Page 183
6.4 Literatur......Page 187
7 Ökotoxikologische Verfahren......Page 188
7.1 Herstellung von Bodeneluaten......Page 189
7.2 Leuchtbakterientest......Page 190
7.3 Grünalgentest (Hemmung der Zellvermehrung)......Page 193
7.4 Daphnientest......Page 195
7.5 Fischtest......Page 197
7.6 Pflanzenwachstumstest......Page 198
7.7 Regenwurmtest......Page 200
7.8 Literatur......Page 202
8.1.1 Verfahrenstypen......Page 204
8.1.1.2 Regenerationsmieten......Page 205
8.1.2.1 Mechanische Aufbereitung......Page 206
8.1.2.2 Bodenverbesserung......Page 208
8.1.2.4 Sauerstoffversorgung......Page 209
8.1.2.6 Nährstoffe......Page 210
8.1.3 Kontrolluntersuchungen......Page 211
8.2.2.1 Substratvorbereitung......Page 212
8.2.2.3 Partielle Sterilisation......Page 213
8.2.2.5 Substratherstellung durch aerobe Fermentation (von nassem Substrat)......Page 214
8.2.4.1 Laborversuche......Page 215
8.2.4.2 Klassisches Mietenverfahren......Page 216
8.2.4.4 Dynamisches Mietenverfahren......Page 217
8.3 In-situ-Verfahren......Page 219
8.3.2.1 Kinetik......Page 221
8.3.2.2 Mikrobiologischer Abbau......Page 222
8.3.3 Elektronenakzeptoren (Zuschlagstoffe)......Page 223
8.3.3.2 Wasserstoffperoxid (H2O2)......Page 224
8.3.3.4 Elektronenakzeptor-Konzentrationen......Page 225
8.3.4.2 Kombinierte Verfahren......Page 226
8.3.4.4 UVB-Verfahren (Unterdruck-Verdampfer-Brunnen)......Page 228
8.3.4.5 Verockerung......Page 229
8.3.6 Sanierungsziele......Page 230
8.3.7 Kosten......Page 231
8.4.2 Prozeßsteuerung......Page 232
8.4.3 Einteilung der Bioreaktorverfahren......Page 233
8.4.4 Trockenverfahren......Page 234
8.4.5 Suspensionsverfahren......Page 236
8.4.6 Extraktionsverfahren......Page 239
8.5 Literatur......Page 240
9 Biologische Sanierung schwermetallkontaminierter Böden mit Pflanzen......Page 244
9.1 Pflanzenverfügbarkeit von Schwermetallen im Boden......Page 245
9.1.1 Bestimmung des Gesamtgehaltes der Schwermetalle im Boden......Page 246
9.1.2 Sequentielle Extraktionsverfahren von Schwermetallen im Boden......Page 247
9.2.2 Verfahren zur Auswahl und Adaption von Pflanzen......Page 251
9.3 Möglichkeiten der züchterischen Optimierung ausgewählter Pflanzen......Page 253
9.3.1.2 Hybridisation......Page 254
9.3.1.3 Massenvermehrung über Gewebekultur......Page 255
9.3.2 Optimierungsversuche im Gewebekulturlabor......Page 256
9.3.3 Ermittlung der Schwermetallaufnahme bei Pflanzen in der Pflanzengewebekultur......Page 257
9.4.1 Bodenvorbereitung und Aussaat oder Pflanzung......Page 260
9.4.2 Düngung und Pflege......Page 262
9.4.3 Ernte und Verwertung......Page 263
9.5 Möglichkeiten der Nutzung nachwachsender Rohstoffe für die Dekontaminierung belasteter Böden......Page 264
9.6. Zusammenfassung......Page 265
9.7 Literatur......Page 266
10 Wiederverwertung biologisch sanierter Böden......Page 268
10.1.2 Bodenrekultivierung......Page 269
10.1.2.2 Rekultivierung von Flächen......Page 270
10.2 Humifizierung......Page 271
10.3 Rechtliche Grundlagen......Page 272
10.4 Literatur......Page 275
Anhang......Page 276
Register......Page 278