MAG – BIOSAN – Verfahren
Mikrobiologische Dekontamination von Böden und Mineralstoffen
Allgemeines:
Bei den mikrobiologischen Sanierungsverfahren wird die Fähigkeit der Mikroorganismen genutzt, organische Verbindungen unter optimierten Milieubedingungen zu Kohlendioxid , Wasser und Biomasse umzusetzen. Man spricht in diesem Zusammenhang von Mineralisierung. Es sind sowohl aerobe aber auch anaerobe biochemische Prozesse möglich.
Die funktionale Dekontamination von Schadstoffen verläuft im aeroben Bereich und wird im wesentlichen durch Bakterien und Pilze bewerkstelligt. Der Abbau der Kontaminationen verläuft oftmals parallel zur Mineralisierung der organischen Substanz . Entscheidend für den vollständigen Abbau der Schadstoffe ist deren Bioverfügbarkeit im Boden und die Optimierung der Lebensbedingungen für die Mikroorganismen.
Anwendungsbereich des MAG – BIOSAN - Verfahrens:
Durch das MAG-BIOSAN-Verfahren lassen sich nachfolgende Kontaminationen in Böden und anderen mineralischen Stoffen sanieren:
- aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Mineralöle und deren Derivate
- monocyclische aromatische und heterocyklische Kohlenwasserstoffe (z.B.BTX-Aromate Pyridin,Chinolin)
- polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (bedingt)
- alicyclische CKW und deren Derivate
- leichtflüchtige halogenierte und chlorierte Kohlenwasserstoffe (LHKW u.LCKW)
- vereinzelt auch Pestizide und deren Derivate
Allgemeine Grundvoraussetzungen zur mikrobiologischen Dekontaminierung:
Um mikrobiologische Sanierungsverfahren einsetzen zu können sind genaue Kenntnisse des zu sanierenden Substrates unabdingbar. Neben den biotischen sind die abiotischen Randbedingungen zu untersuchen.
- Bestimmung der mikrobiellen Populationen
- Kenntnisse über die geochemischen Eigenschaften, der Genese, des Bodentypsund der Kornverteilung
- Stehen den Schadstoffen Energie und Kohlenstoffquellen zur Verfügung
- Die abiotischen Faktoren Feuchtigkeit, Sauerstoff, pH-Wert, Nährstoffangebotund Temperatur
- Bioverfügbarkeit der Schadstoffe
Diese Untersuchungen sollten im Vorfeld einer jeden mikrobiologischen Sanierung durchgeführt werden. So können z.B. hohe Salzgehalte oder das Vorhandensein von Schwermetallen sich ökotoxisch auf die Biozönosen auswirken und eine Sanierung vereiteln.
Methodenvergleich MAG – BIOSAN zu anderen biologischen Verfahren:
Allen biologischen ex-site Verfahren liegt das Prinzip des optimierten mikrobiologischen Schadstoffabbaus zugrunde. Hierzu werden von verschiedenen Anbietern unterschiedliche Lösungsansätze verfolgt. Viele Verfahren basieren auf einer sogenannten Impfung. Hierzu werden die im technischen Maßstab vermehrten Mikroorganismen auf die kontaminierten Substrate aufgesprüht oder mechanisch eingearbeitet. Dieses Impfen von standortfremden Mikroorganismen ist oft zum scheitern verurteilt, da die angezüchteten Mikroorganismen nicht auf das vorhandene Bodenmilieu abgestimmt sind und somit absterben. Des weitern werden nur vereinzelte Mikroorganismenstämme aufgebracht und den Wechselbeziehungen der Biozönosen keine Rechnung getragen.
Die mechanische Aufbereitung des Bodens wird in der Regel durch einfache Siebtechnik
erreicht. Alle Anbieter von biologischen Sanierungsverfahren setzen dem zu sanierenden Substrat organische Stoffe zu. Die Mengen zugesetzten Stoffe schwanken zwischen 5 bis 15 Vol. % je nach Ausgangssubstrat auch noch höher.
Hier ergeben sich für die spätere Nutzung der sanierten Böden und Bauschutte erhebliche Einschränkungen. Durch den hohen organischen Anteil ist eine Deponierung nicht möglich. Der angestrebte Einsatz des sanierten Substrates für technische Anwendungen im Straßenbau ist aufgrund der hohen Anteile an Organik ebenso nicht möglich, da die Verdichtbarkeit des Bodens nicht gewährleistet
ist. Die Verwertungsmöglichkeiten dieser abgereinigten Böden ist in Europa aufgrund des Bodenschutzes sehr eingeschränkt, wenn nicht sogar untersagt.
Im MAG-BIOSAN-Verfahren werden die o.g. Nachteile berücksichtigt. Ziel des Verfahrens ist es immer die sanierten Böden und Baustoffe einer Wiederverwertung zuzuführen. So wird die Stukturverbesserung der Böden in der Regel nicht durch Zugabe von organischen Substanzen sondern durch Siebungen herbeigeführt. Bei extrem bindigen Böden kann eine weitere mechanische Aufbereitungsstufe notwendig sein.
In vielen Fällen ist nicht die eigentliche mikrobiologische Abbaubarkeit, sondern sind physikalisch/chemische Parameter wie Desorption, Adsorption, Diffusion sowie das Lösungsverhalten der im Boden oft in fester Phase vorliegenden Schadstoffe entscheidend für deren Abbau. Die Bioverfügbarkeit der Schadstoffe ist somit der Dreh- und Angelpunkt einer jeden mikrobiologischen Sanierung. Durch speziell entwickelte Biokatalysatoren, welche auf die stoffliche Zusammensetzung der zu sanierenden Substrate, dessen Kontaminanten und dessen Chemismus abgestimmt sind, erreicht MAG.-.BIOSAN in kürzester Zeit eine exponentielle Vermehrung der gesamten schadstoffreduzierenden Biozönosen und nicht nur einzelner Mikroorganismengruppen.
Die umweltverträglichen Zusatzstoffe im MAG-BIOSAN bewirken eine schnelle Bioverfügbarkeit der Schadstoffe und somit eine beschleunigte Abbaurate.
Durch den Einsatz von MAG-BIOSAN werden die Sanierungszeiten um weit über die Hälfte der sonst üblichen Sanierungszeit verkürzt. Eine Verwertung der sanierten Substrate ist immer möglich. Einsatz des MAG-BIOSAN-Verfahrens Das Verfahren ist für alle organische Kontaminationen geeignet. Es kann im Bereich des Landfarmings, der Mieten- und in der Reaktortechnik eingesetzt werden.
Am häufigsten kommt MAG.-.BIOSAN in der Mietentechnik zum Einsatz. Die Böden werden durch Siebung homogenisiert. Beim Auslauf des Siebgutes kann dann schon die Bio-Kat-Emulsion und die notwendigen Nährstoffe zugegeben werden. Der konditionierte Boden oder auch Bauschutt wird nun von einem Radlader aufgenommen und zu Mieten von ca. 2m Höhe und 6-8 m breite aufgeschichtet. Je nach behördlichen Auflagen ist eine Basisabdichtung oder das Abdecken der Mieten gefordert. Je nach Bodenart und Konsistenz des Bodens wird nun in wöchentlichen bis zweiwöchentlichen Intervallen die Miete mittels Radlader oder Bagger umgeschichtet. Durch eine drei- bis vierwöchentliche Kontrolle der Kontaminaten und der Nährstoffverhältnisse und Wassergehalte wird eine schnelle Reduzierung der Schadstoffe gewährleistet. In den warmen Jaherszeiten können somit Sanierungen schon je nach Kontaminant und Konzentration der Schadstoffe bereits nach zwei Monaten abgeschlossen sein. Besonders bei On-site – Sanierungen hat sich der Einsatz von MAG.-.BIOSAN bewährt. Durch die kurzen Sanierungszeiten kann das abgereinigte Material da wieder Vor Ort eingebaut werden und führt zu erheblichen Kostenreduzierungen der Sanierung
Unbedenklichkeit des MAG-BIOSAN-Verfahrens:
Die im MAG-BIOSAN-Verfahren eingesetzten chemischen und biologischen Stoffe sind ökologisch völlig unbedenklich. Arbeitsschutzmaßnahmen sind nicht notwendig. Die verwendeten Bakterienstämme sind im EU-Recht als vollständig unbedenklich eingestuft.
Referenzen:
Die mikrobiologische Sanierungsanlage der Firma Böhm in Wien wird mit dem MAG-BIOSAN-Verfahren erfolgreich betrieben. Die MUS UK Ltd. verfügt seit Okt. 2003 über eine Genehmigung für den Einsatz des MAG-BIOSAN-Verfahrens und wendet es in Grossbritannien an.