NANOREM: erste Ergebnisse bestätigen das Potenzial von Nanopartikeln für den Einsatz in der Boden- und Grundwassersanierung
Die Industrialisierung ermöglichte uns zwar einen besseren Lebensstandard, doch mit ihr ging auch die Verschmutzung zahlreicher Standorte einher. Jährlich werden sechs Milliarden Euro für die Verwaltung dieser Standorte in Europa ausgegeben. Zudem wird die kontaminierte Bodenoberfläche Prognosen zufolge bis zum Jahr 2025 um 50 % zunehmen. Zu diesem Ergebnis kommt die Europäische Umweltagentur in einem Bericht, den sie 2012 veröffentlichte. Darüber hinaus geht die EU davon aus, dass für 20 % aller europäischen Gewässer eine ernstzunehmende Gefahr der Verschmutzung besteht. Ein Großteil der Länder setzt bei der Boden- und Grundwassersanierung derzeit auf "Pump-and-Treat"-Verfahren, einer Kombination aus hydraulischer Maßnahme und Grundwasserreinigung, oder auf die Entfernung der Schadensquelle (Ex-Situ-Verfahren). Doch die Entfernung des kontaminierten Materials ist nicht immer die beste Lösung und manchmal schlichtweg nicht möglich. An dieser Stelle kommen In-Situ-Verfahren ins Spiel. Hier wird Boden und/oder Grundwasser mithilfe biologischer, chemischer, physikalischer und/oder thermischer Prozesse unterirdisch saniert: die Nutzung des Standorts wird kaum beeinträchtigt, der Kontakt von Arbeitern mit dem kontaminierten Material wird auf ein Minimum beschränkt und die Auswirkungen sind geringer als bei Ex-Situ-Verfahren. Die am NANOREM-Projekt beteiligten Forscher möchten das In-Situ-Verfahren weiter vorantreiben und setzen dazu auf kleine Partikel und Nanopartikel mit hoher Reaktivität. Von nullwertigem Nano-Eisen (nZVI) erhofft man sich beispielsweise eine deutlich höhere Sanierungseffektivität in Bezug auf zahlreiche verschiedene Kontaminierungen. Diese Nanopartikel können jedoch nicht uneingeschränkt eingesetzt werden, da über ihre Auswirkungen auf die Umwelt bisher wenig bekannt ist. Erfreuliche Ergebnisse Das Projekt verfolgt fünf zentrale Ziele. Eines davon ist es, das Wissen von Interessensvertretern zu steigern und ihre Kompetenz zu fördern. Dazu hat das Forscherteam die möglicherweise in Frage kommenden Nanopartikel genauer untersucht: Sie haben ihre Toxizität gemessen, ihre Ökotoxizität bei Kontakt mit Boden und Schadstoffen untersucht, betrachtet, wie sich diese Toxizität im Laufe der Zeit ändert, und festgehalten, wie sie während des Sanierungsprozesses und danach mit einheimischen Mikroorganismen interagieren. Vor Kurzem hat das NANOREM-Team nun erste Ergebnisse der ökotoxikologischen Tests veröffentlicht, die sie mit einer Reihe an Nanopartikeln durchgeführt haben, die vielversprechende potenzielle Kandidaten für Sanierungsprojekte darstellen: NanoFer 25S, Carbo-Iron, Fe-Oxide, Fe-Zeolithe und biogenes Nano-Magnetit. Die Nanopartikel wurden an einer Reihe von Organismen, darunter Regenwürmer, Krustentiere, Grünalgen und Bakterien, getestet. Das Team konnte keine deutlichen toxikologischen Auswirkungen auf diese feststellen. Darüber hinaus veröffentlichte das Team zwei weitere positive Ergebnisse. Die Forscher bestätigten, dass Tests zur Reaktivität und Toxizität von Nanopartikeln zeigten, dass die Reaktivität durch die Interaktion mit Bodenmatrizen tatsächlich nachlässt. Des Weiteren untersuchten sie, ob Nanopartikel, die zur Entfernung von Schadstoffen eingesetzt wurden, diese vollständig abbauen können, und ob die Sorge von Interessensvertretern berechtigt ist, dass die Nanopartikel Schadstoffe in noch toxischere Verbindungen verwandeln. Die Tests hierzu sind zwar noch nicht abgeschlossen, doch erste Ergebnisse weisen bereits darauf hin, dass die Toxizität der Schadstoffe nicht zunimmt. Dies trifft auch auf die unmittelbare Umgebung im Abstand weniger Meter der Injektionsbohrung zu, sowie auf Tests, die kurz nach der Injektion durchgeführt wurden. Die Ergebnisse zeigten vielmehr eine Verringerung der Toxizität. Grundwasserproben, die vor der Injektion von Eisenoxid-Nanopartikeln an einem der Standorte entnommen wurden, waren hoch toxisch. Doch nach drei Wochen wurden deutlich niedrigere Werte gemessen. Dieses Projekt läuft bis Januar 2017. Bis dahin möchte das Team kosteneffiziente Produktionsverfahren entwickelt haben, die für den breiten kommerziellen Einsatz bereit sind. Im weiteren Projektverlauf wird als nächstes die Ökotoxizität untersucht, während die Standorte, an denen Injektionen stattgefunden haben, in den folgenden Monaten weiterhin überwacht werden. Die Pläne für die zweite Hälfte des Projekts umfassen Untersuchungen der Rolle von Mikroorganismen. Die Forscher sind optimistisch gestimmt und betrachten die bisherigen Ergebnisse als äußerst vielversprechend. Weitere Informationen sind abrufbar unter: NANOREM http://www.nanorem.eu/
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