Die Überwachung der biologischen Sanierung durch Mikroben
Bei der Bioremediation werden biologische Mittel verwendet, um Verunreinigungen von Wasser und Boden zu entfernen oder zu neutralisieren, und ihre Wirksamkeit kann durch die Analyse von Proben von der verunreinigten Stelle überwacht werden. Durch die Integration von kostengünstigen, Online-Echtzeit-Überwachungssystemen in den Sanierungsprozess können erhebliche Einsparungen in Bezug auf die Gesamtzeit und die Kosten der Sanierung erreicht werden. Das EU-finanzierte Projekt INTELLIREMED(öffnet in neuem Fenster) (Low-cost remote monitoring and control system for in-situ remediation of soil) nutzte jüngste Fortschritte in Sensorik und kostengünstiger Drahtlostechnologie für die kontinuierliche Überwachung des Sanierungsrozesses. Die Projektpartner entwickelten eine Biosensoreinheit, die die genaue Menge der Verunreinigung misst, sowie ein intelligentes, in sich geschlossenes drahtloses Sensornetzwerk. Dieses System nutzt die stromerzeugende Fähigkeit bestimmter Bodenmikroben unter Einsatz von mikrobiellen Brennstoffzellen (MFC). Diese versorgen die drahtlosen Sensoreinheiten, die die Parameter des Bodens und des Grundwassers wie elektrische Leitfähigkeit, pH-Wert und gelösten Sauerstoff messen. Eine bakterielle Biosensoreinheit überwacht die genaue Konzentration der Benzol-, Toluol-, Ethylbenzol- und Xylol- (BTEX) Schadstoffgruppe. Das Gerät wurde mit einem drahtlosen Sensorknoten gekoppelt, der die Daten an eine zentrale Steuereinheit (CCU) sendet. Die CCU wiederum verwendet die Daten, um die Behandlungseinheit zu steuern, die die Parameter für die Bioremediation, einschließlich der optimalen Nährstoffwerte für die Bakterien, entsprechend anpasst. Durch die Integration von stromerzeugenden Bakterien, die mikrobielle Brennstoffzellen enthalten, in jeden Sensorknoten konnte INTELLIREMED eine wartungsfreie, selbsterhaltende Energiequelle für die Einheit schaffen. Das endgültige System wird ein günstiges Mittel bereitstellen, um den Prozess der biologischen Sanierung aus der Ferne zu überwachen, zu kontrollieren und anzupassen, was eine Senkung der Betriebskosten und Verkürzung der Reaktionszeiten bringt. Auch wenn es bereits In-situ-Bioremediationsverfahren auf dem Markt gibt, stellt keines davon eine solche Komplettlösung wie INTELLIREMED dar, was an der kostengünstigen Biosensoreinheit, dem in sich geschlossenen Überwachungsnetz und der intelligenten Steuerungs- und Behandlungseinheit liegt. Der Sektor der biologischen Sanierung hat derzeit einen Wert von rund 5,2 Milliarden Euro und dürfte in Zukunft noch deutlich wachsen.
Schlüsselbegriffe
Drahtlose Überwachung, Biosensor, Bioremediation, INTELLIREMED, mikrobielle Brennstoffzelle
