Untersuchungen zum Einfluß von Sauerstoff, Nitrat und Sulfat sowie Wasserstoffperoxid auf Bioverfügbarkeit und Bioremediation bei PAK-Bodenkontamination mit In-situ-Anwendung auf einem Gaswerksgelände

In dieser Arbeit wurde der Einfluß von Sauerstoff, Nitrat und Sulfat sowie Wasserstoffperoxid auf PAK-Bioverfügbarkeit und Bioremediation in einem real belasteten sandigen Teerölboden (450 mg/kgTM) in Laborsäulenexperimenten untersucht. Parallel erfolgte eine dreijährige Engineered In-situ-Bioremediation auf einem hoch belasteten Gaswerksgelände mit Luftsauerstoff als Elektronenakzeptor in zwei errichteten Sanierungsfeldern. Zusätzlich wurde noch ein Pilotfeldversuch mit hochdosiertem Wasserstoffperoxid zur PAK- Mobilisierung im hoch belasteten Bereich durchgeführt. Mit Sauerstoff als aerobem Elektronenakzeptor und Nitrat als anaerobem Elektronenakzeptor wurde in den Laborsäulenexperimenten eine PAK-Bioremediation von über 80 im gesättigten Boden nachgewiesen. Dennoch wurde der Sanierungszielwert von 20 mg/kgTM PAK nicht erreicht. Die Ursache ist die fehlende Bioverfügbarkeit der Restkontamination. Erst mit Wasserstoffperoxid in hoher Konzentration (10) lassen sich die als Pools und Blobs zwischen den Bodenpartikeln eingeschlossenen PAK chemisch und mechanisch mobilisieren, so daß eine 99ige Eliminierung der PAK im Boden erreicht wird. Damit wird auch der Sanierungszielwert unterschritten. Die dreijährige biologische In-situ-Grundwasserreinigung zeigte, daß die beiden Sanierungsfelder als sichere biologische Barriere gegen die BTEX- und PAK-Auswaschung fungiert haben. Mit Wasserstoffperoxid in hoher Konzentration läßt sich auch eine PAK-In-situ-Mobilisierung im Gelände nachgewiesen. Aus den Labor- und Feldergebnissen dieser Arbeit wurde ein neues Biologisches-Chemisches-Pysikalisches- Verfahren (BCP-Verfahren) für In-situ-PAK-Sanierungen entwickelt.This thesis, involving experiments with laboratory columns, investigate the effects of oxygen, nitrate and sulphate, as well as hydrogen peroxide on the bioavailability of polyaromatic hydrocarbons (PAH) and bioremediation in sandy soil contaminated with tar oil (450 mg/kg dry wt.). Parallel to this study, engineered in situ bioremediation was conducted over a period of 3 years in two remediation plants set up on the highly contaminated soil zones of an old gasworks using oxygen in aqueous solution as electron acceptor. In addition, a pilot field experiment was conducted in highly contaminated areas using high doses of hydrogen peroxide to mobilise the PAH. In laboratory, column experiments, using oxygen as aerobic electron acceptor and nitrate as anaerobic electron acceptor, more than 80 percent bioremediation of PAH contamination was demonstrated for saturated soil. However, because of the remaining PAH’s lack of bioavailability, the remediation goal of no more than 20 mg/kg dry wt. PAH was not achieved. Only by using 10 solutions of hydrogen peroxide was it possible to chemically and mechanically mobilise the pools and blobs of PAH caught between particles of soil, thus achieving 99 elimination and the required level of remediation. The 3-year, biological in situ ground water decontamination procedure showed that the two remediation plants functioned as a secure biological barrier against BTEX and PAH being washed out into the environment. Using high concentrations of hydrogen peroxide, it was possible to demonstrate in situ PAH mobilisation at the site. A new biochemophysical (BCP) process for the in situ remediation of PAH contamination is being developed from the results of these laboratory and field experiments