Jahresbericht 1990 - Eawag-Empa Library

KI 1
R [m/s] (a,,/0
(geometr.
Mi ttel)
"Grau-Kies"
k : 1.410 (0.4)
"Braun-Kies" mit Silt
R:3.0.10 -5 (0.6)
"Bimodal-Kies"
k : 2.3.104 (0.4)
"Openframework-Kies"
k : -5.10" 1 (1.0)
Sand
k : 3.10-4 (0.3)
4-35
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Abb. 4.30
Interpretiertes geologisChes Profil naCh dem Abbau der Schotter. Geometrisches Mittel und
Standardabweichung der Durchlässigkeiten der ausgeschiedenen geologischen Elemente
(untersChiedene Sedimenttypen).
Mikrobieller Abbau aromatischer Kohlenwasserstoffe an anoxischen Standorten:
Laborversuche mit Toluol
In organisch belasteten Grundwasserleitern kommt es aufgrund der erhöhten mikrobiellen Aktivität und
der damit verbundenen Sauerstoffzehrung häufig zu einem Sauerstoffdefizit. Bis vor kurzem galt der mikrobielle
Abbau aromatischer Kohlenwasserstoffe unter sauerstofflimitierenden Bedingungen als nicht
möglich, da angenommen wurde, daß diese Verbindungen nur durch Oxygenasen aktiviert werden können.
UntersuChungen an der EAWAG zeigten jedoch, daß unter anderem m-Xylol und Toluol in einer Laboratoriums-Grundwasserkolonne
unter denitrifizierenden Bedingungen mineralisiert werden können (siehe
Jahresbericht 1988). Aus dieser Kolonne wurde eine bakterielle Reinkultur der Gattung Pseudombnas
(Stamm T genannt) isoliert, die Toluol mit Nitrat oder N20 als einzigem Oxidationsmittel vollständig
abbaut. Der anaerobe Abbau von Toluol wird nun genauer untersucht. Dabei steht die Aufklärung des Abbauweges
sowie die Frage, wie weit die. Fähigkeit zum anaeroben Toluolabbau unter verschiedenen Bakterien
verbreitet ist, im Mittelpunkt der Experimente.
Der anaerobe Toluolabbau wurde nicht nur mit Stamm T sondern auCh mit sechs Sammlungsstämmen geprüft,
von denen aus der Literatur bekannt ist, dass sie verschiedene aromatisChe Verbindungen in Gegenwart
von Nitrat abbauen können. Drei der sechs Stämme (darunter Pseudomonas sp. Stamm K172, der unter
denitrifizierenden Bedingungen Phenol mineralisiert) konnten auch Toluol in Gegenwart von Nitrat oder
N 20 abbauen. Beim Wachstum mit Toluol als einziger C-Quelle lagen die Generationszeiten dieser Organismen
zwischen 4 und 20 Stunden. Kohlenstoffbilanzen mit Hilfe von [14C-Ring]Toluol zeigten, daß über
50 % des Toluols als 14 CO2 freigesetzt und ca. 1/3 assimiliert werden.
In Analogie zur aeroben Mineralisierung von Toluol sind für den anaeroben Abbau sowohl eine direkte Hydroxylierung
des aromatischen Kohlenstoffringes als auch eine Hydroxylierung der Methylgruppe denkbar.
In der Literatur wird mehrheitliCh postuliert, daß der anaerobe Abbau von Toluol ü ber eine direkte
Hydroxylierung zu p-Cresol eingeleitet wird. Diese Hypothese wird a ber durch unsere Experimente nicht