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4.1 Kriterien für biologische Sanierungsstrategien
Es gibt kritische Faktoren, die berücksichtigt werden sollten, wenn man die Anwendung der biologischen Sanierung bewertet. Diese Faktoren werden im Folgenden unter verschiedenen Überschriften beschrieben.
4.1.1. Magnitude, Toxizität und Mobilität von Kontaminanten
Die richtige Untersuchung und Charakterisierung kontaminierter Standorte muss dazu wie folgt vorgenommen werden:
• Horizontales und vertikales Ausmaß der Kontamination
• Art von Verunreinigungen am Standort
• Die wahrscheinliche Mobilität von Verunreinigungen in der Zukunft
4.1.2. Geophysikalische, geochemische und biologische Eigenschaften der Altlast
Die Bodenstruktur enthält verschiedene Texturen von niedrigen bis hin zu hohen Gehalten an Sand, Schluff und Ton. Körnige und gut strukturierte Böden können eine effektive Lieferung von Luft, Wasser und Nährstoffen zu den Mikroorganismen für die biologische Sanierung am Standort erleichtern.
Der Feuchtigkeitsgehalt (Wasser) ist der wichtigste Faktor, um die Dielektrizitätskonstante des Bodens und anderer Medien zu bestimmen. Der Bodenfeuchtigkeitsgehalt beträgt im allgemeinen 25-28%.
pH (Wasserstoff) im Bereich von 5,5 bis 8,0 ist der optimale Bereich für das Wachstum von Mikroben und um die Verunreinigungen zu zerstören.
Die Temperatur reicht von 15 bis 45°C. Die Temperatur beeinflusst die biochemische Reaktionsgeschwindigkeiten und die Raten dafür sind doppelt für jede 10oC Temperaturanstieg.
Sauerstoff wird in erster Linie für den anfänglichen Abbau des Kohlenwasserstoffs in den kontaminierten Standorten eingesetzt. Die Menge an verfügbarem Sauerstoff wird bestimmen, ob die biologische Sanierung unter aeroben oder anaeroben Bedingungen durchgeführt wird.
Mikrobielle Diversität existiert in der Altlast wie Pseudomonas, Aeromonas, Flavobakterien, Chlorobacteria, Corynebakterien, Acinetobacter, Mykobakterien, Streptomyces, Bacilli, Arthrobacter, Aeromonas, Cyanobakterien und etc.
Makrobenthos Vielfalt ist ein Konsortium von Wasserpflanzen wie Eichornia crassipes, Salvinia molesta, Ceratophyllum demersum und ist ein Konsortium von Wassertieren wie Anodonta woodiana und Limnodrilus Hoffmeisteri, die ein hohes Potenzial zum Abbau von Trübungen, biochemischem Sauerstoffbedarf, chemischem Sauerstoffbedarf, Ammoniak, Nitrit und Nitrat in häuslichem Abwasser haben.
4.1.3. Die Nähe von Menschen und von Umwelt-Rezeptoren
Ob die Bioremediation geeignet ist und die Umgebung für eine Reinigung der Umwelt eines Standorts, ist davon abhängig, ob die Rate und das Ausmaß der Schadstoffabbaus ausreichend sind, um geringe Risiken für menschliche und Umwelt-Rezeptoren zu erhalten.
4.1.4. Abbaubarkeit von Schadstoffen
Der biologische Abbau einer Verbindung ist im Allgemeinen hoch, wenn die Verbindung zum Beispiel als Erdölkohlenwasserstoffe natürlich in der Umgebung auftritt. Im Gegensatz dazu bauen synthetische Verbindungen mit hohem Molekulargewicht (komplexe Ringstrukturen und Halogensubstituenten) langsamer ab als einfache, geradkettige Kohlenwasserstoffe.
4.1.5. Geplanter Einsatz vor Ort
Die Entscheidung, ob die biologische Sanierung ein geeignete Reinigungsverfahren für einen Standort ist, hängt davon ab, ob Geschwindigkeit und Ausmaß des Schadstoffabbaus ausreichen, um die Risiken auf ein akzeptables Maß zu reduzieren.
4.1.6. Die Fähigkeit, angemessen überwachen
Die Umweltfaktoren umfassen chemische und physikalische Eigenschaften, die die Bioverfügbarkeit von Verunreinigungen, die Verfügbarkeit anderer Nährstoffe beeinflussen, die Aktivität von biologischen Prozessen (Temperatur und pH-Wert zum Beispiel) und die Eigenschaften der Verunreinigungen in Bezug darauf, wie sie mit den geochemischen und geologischen Eigenschaften des Standorts interagieren.
4.1.7. Forschung und technische Aspekte
Zwar gibt es eine Reihe von Verunreinigungen, die biologisch abbaubar sind, einschließlich Erdölkohlenwasserstoffen, Alkoholen und Lösungsmitteln, aber viele, weit verbreitete industrielle Chemikalien wie polychlorierte Biphenyle (PCBs), Pestizide, Steinkohlenteer, chlorierte Lösungsmittel und mehrkernige aromatische Kohlenwasserstoffe werden nicht so leicht abgebaut. Deshalb ist intensive Forschung notwendig, aber die Finanzierung für diese Art von Grundlagenforschung ist rückläufig. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Behandlungstechnologien müssen Bioremediations-Techniken speziell auf jeden belasteten Standort angepasst werden. Jede Deponie hat einzigartige Eigenschaften und erfordert somit eine individuelle Betreuung. Bisher wurden offizielle Kriterien für die Evaluierung des Erfolgs oder Misserfolgs von bestimmten Strategien nicht nachgewiesen.
4.1.8. Humanressourcen
Da die biologische Sanierung eine neue Technologie ist, gibt es einen Mangel an ausgebildeten Humanressourcen in diesem Bereich. Ein erfolgreiches Bioremediations- Programm erfordert einen multidisziplinären Ansatz, die Integration von Bereichen wie Mikrobiologie, Maschinenbau, Geologie, Hydrologie, Bodenkunde und Projektmanagement. Universitäten bieten keine Qualifikationen im Bioremediations-Engineering und eine so kombinierte Expertise kann nur durch Erfahrung und Ausbildung am Arbeitsplatz erworben werden.
4.1.9. Abbaubarkeit von Schadstoffen
Im Gegensatz zu anderen Branchen führt Bioremediation nicht zur Herstellung von hohen Mehrwert-Produkten. Deshalb hat Risikokapital nur langsam in die Technologie investiert und als Folge sind kommerzielle Aktivitäten in Forschung und Entwicklung weit hinter anderen Industriezweigen zurückgeblieben. Da Bioremediation als innovative Technologie gilt, prüfen Kunden und Aufsichtsbehörden oft die biologische Sanierung stärker als herkömmliche Technologien. Folglich werden bei der Bioremediation häufig strengere Auflagen und Leistungsstandards verhängt als bei anderen Sanierungstechnologien. Dies kann letztlich zu einem größeren Risiko aus einer Haftungssicht führen, wenn das biologische Sanierungsprogramm nicht die vorgegebenen Ziele erreicht.
