Bioökonomie International 2024: ChloroBioRem - Bioaugmentation und Stimulierung der funktionellen Biodiversität in neuen Verfahrenskonzepten zur biobasierten Sanierung von Chlorethen-kontaminiertem Grundwasser

Chlorethene sind weltweit die am häufigsten vorkommende Gruppe von Grundwasserschadstoffen. Die Behandlung mit kostenintensiven technischen Verfahren führt zu einer starken Beeinträchtigung des Mikrobioms in Grundwasser und Boden, ebenso wie die rein anaerobe mikrobiologische Behandlung, bei der toxische Nebenprodukte entstehen können. Am TZW wurde neben dem aeroben metabolischen Abbau von cis-Dichlorethen (cDCE) erstmals auch der aerob metabolische Abbau von Trichlorethen (TCE) demonstriert und dabei eine vollständige Mineralisierung erreicht. Im Vergleich zum co-metabolischen aeroben Abbau nutzt der metabolische Abbau von Chlorethenen den verfügbaren Sauerstoff mit einer um Faktor 100 höheren Effizienz, da keine Hilfssubstrate benötigt werden. Im Rahmen des Projekts werden die mikrobiologische Biodiversität und das Potenzial für den aeroben metabolischen mikrobiellen Abbau mit innovativen molekularbiologischen Methoden ermittelt. Mit Hilfe der Bioaugmentation sollen abbauaktive Mikroorganismen in das kontaminierte Grundwasser eingebracht werden, um den Schadstoffabbau zu beschleunigen. Um dieses innovative Potenzial effizient nutzen zu können, müssen Überwachungsmethoden und spezifische Verfahren zur Stimulation und Bioaugmentation entwickelt werden. Dies bedeutet zunächst eine detaillierte mikro- und molekularbiologische Betrachtung der Wirkung neuer Technologien und Injektionsmethoden auf die entsprechenden Mikroorganismen in Laborversuchen und eine spätere Übertragung auf Feldbedingungen. Es werden Synergien mit Experten von chinesischen Universitäten genutzt. Die chinesischen Partner verfügen über fundierte Kenntnisse in den Bereichen Metagenomik und mechanistische Prozessstudien. Es werden innovative biotechnologische Lösungen durch aerobe und sequentielle anaerobe/aerobe Behandlung entwickelt, die zur Stimulierung der funktionellen Biodiversität für die biobasierte Sanierung von mit Chlorethenen kontaminierten Wässern erforderlich sind.