7.8 Substratlimitierung

Die Kinetik zur Limitierung der Substratverfügbarkeit wurde in diesem Modell einfach gehalten, weil der Fokus auf den Gasaustauschprozessen zwischen den Poren lag. Implementiert wurde eine Hill-Funktion. Der Exponent hat den Wert 2. Das ist eine Modifizierung der einfachen Michaelis-Menten-Kinetik. Letztere überschätzt die Bioverfügbarkeit der Mineralölkohlenwasserstoffe bei niedrigen Konzentrationen. Bei der Hill-Substratkinetik bleibt am Ende der Sanierung ein höheres Konzentrationsplateau erhalten. Die Simulationsergebnisse gleichen so mehr den Datensätzen aus den 35 Schadensfällen. Die Geschwindigkeit des Abbaus bei geringen MKW-Gehalten wird durch den $K_c$-Wert gesteuert, der die Konzentration angibt, bei der die Hälfte der maximalen Abbaurate erreicht wird. In den Referenzsimulationen kann mit der Substratkinetik die Biodegradation von höheren und niedrigeren Schadensfällen gleichermaßen abgebildet werden.

Allerdings sollte bei einer Weiterentwicklung des Modells eine prozessorientiertere Betrachtung der Bioverfügbarkeit erfolgen. Die Sorption und die Sequestrierung von Schadstoffen in der Bodenmatrix sind entscheidende Barrieren für deren Biodegradation. Ein erster Schritt in diese Richtung wäre die Einteilung der Mineralölkohlenwasserstoffe in zwei Kompartimente [Lotter, 1995,Alexander and Scow, 1989]. So könnten gut verfügbare Öl-Komponenten, die sich in Lösung befinden und für Abbauer gut zugänglich sind, von solchen getrennt werden, die längerfristig in der Bodenmatrix festgesetzt sind. Möglich erscheint auch die Modellierung von intrapartikulären Diffusionsprozessen, bei denen Öl-Komponenten in Aggregate wandern, wo sie den Mikroorganismen nicht mehr zugänglich sind [Grathwohl, 1992].