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3.4.3 Temperatur, Nährstoffe und pH-Wert

Die Temperatur in und außerhalb der Bodenmieten hat auf nahezu jeden Aspekt der Biodegradation von Mineralölkontaminationen einen Einfluss. In Abb. 3.4 ist die relative Bedeutung für Stoffwechselprozesse Diffusion und Advektion dargestellt.

Abbildung: Schematische Darstellung der Temperaturabhängigkeit von Prozessen, die den biologischen Abbau von Mineralölkohlenwasserstoffen kontrollieren können. Die maximalen Raten wurden auf den Wert 1 normalisiert. Verändert nach Sturman et al.(1995).
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 \epsfxsize =12cm
 \epsffile{figures/temperatur.eps} \end{center}\end{figure}

Insbesondere der mikrobielle Umsatz ist stark von der Umgebungstemperatur abhängig. Lotter (1995) geht davon aus, dass sich der mikrobielle Umsatz zwischen 20 und 30°C verdoppelt. Andererseits nimmt die Aktivität wieder ab, wenn eine gewisse Optimaltemperatur überschritten wird, weil zu hohe Werte zur Denaturierung von Proteinen führen können. Außerdem sind Membranschädigungen durch Kohlenwasserstoffe bei Temperaturen über 40°C berichtet worden [Leahy and Colwell, 1990]. Konvektive und advektive Transportprozesse spielen hauptsächlich bei In Situ-Sanierungen in gesättigten Böden eine Rolle. Der Einfluss der Temperatur auf den Wasserfluss ist stärker als auf die Diffusion. Mit der Temperatur erhöht sich zwar der diffusive Gasaustausch, gleichzeitig verringert sich aber auch die Sauerstoffkonzentration in den Luftporen.

Zusammenfassend kann man feststellen, dass der Einfluss der Temperatur auf die den Abbau von Mineralölkontaminationen konstituierenden Prozesse gegensätzlich ist. Während die mikrobielle Aktivität bei höheren Temperaturen ansteigt, sinkt die Löslichkeit von Gasen, und damit die Verfügbarkeit von Sauerstoff. In Zukunft sollten Temperaturgradienten in das Modell integriert werden. Allerdings sind in den Versuchsreihen zu den 35 Schadensfällen keine Temperaturaufzeichnungen gemacht worden.

Nährstoffe sind für den Aufbau von Biomasse essentiell. Insbesondere in natürlichen Böden kann ihr Fehlen die mikrobielle Aktivität stark einschränken. Die wichtigsten Elemente sind Stickstoff und Phosphor. Günstige C:N Verhältnisse liegen zwischen 10:1 und 30:1 [Hoffmann and Viedt, 1998]. Niedrigere Werte limitieren das Wachstum, aber auch zu hohe Stickstoffkonzentrationen können sich negativ auswirken. Phosphor wird in deutlich geringeren Verhältnissen gebraucht, der optimale C:P-Wert liegt bei 200:1. Beim TERRAFERM-Verfahren werden die kontaminierten Böden bei jedem Wendeereignis mit Mineraldünger versetzt. Es ist deshalb nicht davon auszugehen, dass während der Sanierung eine Limitierung eintritt. Im Modell werden Nährstoffe nicht betrachtet.

Der Einfluss des pH-Wertes auf die Biodegradation ist nicht so gut erforscht wie die bisher angesprochenen Standortparameter. Heterotrophe Mikroorganismen scheinen neutrale Verhältnisse zu bevorzugen, während sich Pilze auch im sauren Milieu wohlfühlen [Leahy and Colwell, 1990]. Eine Erhöhung des pH-Wertes in leicht basische Verhältnisse scheint den Abbau von Mineralölkohlenwasserstoffen zu begünstigen. Entscheidend ist, dass keine extremen Verhältnisse auftreten. Zum jetzigen Zeitpunkt ist der Einfluss des pH-Wertes auf die Biodegradation kaum quantifizierbar und wird im Modellzusammenhang nicht betrachtet.


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Oliver Loenker