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H2020

REGROUND — Ergebnis in Kürze

Project ID: 641768
Gefördert unter: H2020-EU.3.5.4.
Land: Deutschland
Bereich: Klimawandel und Umwelt

Sanierung von kontaminierten Grundwasserleitern zur Reduzierung der Wasserknappheit

Die Bekämpfung der Wasserknappheit entwickelt sich zu den größten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Zentral dabei ist die Aufgabe, die Versorgung mit sauberem Wasser zu sichern. Das Projekt REGROUND hat nun eine innovative, grüne Grundwasser-Lösung entwickelt, die zur Markteinführung in Europa bereit ist.
Sanierung von kontaminierten Grundwasserleitern zur Reduzierung der Wasserknappheit
Der Wasserbedarf von Kommunen, Landwirtschaft und Industrie steigt weltweit an. Zugleich werden die Wasserressourcen jedoch durch infrastrukturbedingte Erosionen und Umweltverschmutzung zunehmend geschädigt.

Giftige Metalle, die Grundwasserkörper, Trinkbrunnen oder Filteranlagen an Flussufern kontaminieren, stellen gegenwärtig die größte Bedrohung dar. Um sie zu entfernen oder zu immobilisieren, sind zahlreiche Methoden verfügbar. Diese sind jedoch häufig mit untragbar hohen finanziellen und technischen Investitionen verbunden und kommen daher in vielen Regionen nicht in Frage.

Um dieser Lage zu begegnen, hat das EU-finanzierte Projekt REGROUND eine kostengünstige Nanogeotechnologie zur Immobilisierung von giftigen Schadstoffen entwickelt. Das Projekt setzte die Technologie zur Grundwassersanierung unter realistischen Bedingungen ein. Dazu wurden drei Pilotanlagen und zwei Barrieren im Großmaßstab an industriell belasteten Standorten aufgestellt, an denen die Forscher den Rückgang der giftigen Schwermetalle im Grundwasser beobachteten.

Eine adsorptive Barriere vor Ort

Vor dem Projekt REGROUND konnten die Teamforscher bereits mehrere Jahre Erfahrung sammeln: sie hatten eine Technologie entwickelt, mit der Nanopartikel (NP) aus Eisenoxid in Schadstofffahnen im Grundwasser injiziert werden können. Die Durchführbarkeit dieses Verfahrens wurde in Laborexperimenten sowie in Feldversuchen erfolgreich getestet.

Projektkoordinator Dr. Sadjad Mohammadian sagt über REGROUND zusammenfassend: „Unser Konsortium hat an verschiedenen Projekten gearbeitet, die Nanotechnologie für Umweltanwendungen nutzen. Unsere Mitglieder haben dabei unterschiedliche Aspekte der vorgeschlagenen Technologie weiterentwickelt, zum Beispiel hinsichtlich der Partikelverteilung im Untergrund, der Synthese von neuen Partikeln, der Reaktivität und der Umwelttoxizität. Mit REGROUND bündeln wir dieses Wissen nun, um die Maßstabsvergrößerung und Markteinführung dieser Technologie zu ermöglichen.“

Bei dem Barriereverfahren von REGROUND werden die Hightech-Nanopartikel aus Eisenoxid in Sedimente injiziert, wofür einfache Grundwasserleiter eingesetzt werden. Die NP legen vorgegebene Strecken zurück und schlagen sich auf dem Material des Grundwasserleiters nieder, ohne die Poren zu verstopfen.

Laut Dr. Mohammadian stellte diese Phase die größte Herausforderung für das Projekt dar: „Wir mussten metastabile NP erzeugen, d. h. Nanopartikel, die suspendiert bleiben und sich nicht bei Synthese, Produktion, Transport und Injektion niederschlagen oder sedimentieren, sondern die sich erst nach der Injektion abscheiden. Daher mussten wir eine innovative Synthese entwickeln, die sich problemlos an die spezifischen Eigenschaften des jeweiligen Grundwasserleiters anpassen lässt“, so Dr. Mohammadian weiter.

Das kontaminierte Grundwasser fließt dann durch diesen NP-Bereich, wo die gelösten giftigen Schwermetalle auf den NP adsorbiert werden. Das metallfreie Wasser wird dann an den Unterlauf abgegeben. Da die Methode einfach anwendbar ist und weder große Infrastrukturen noch einen Bodenabbau erfordert, entstehen erheblich geringere Reinigungskosten.

Das Verfahren zielt insbesondere auf Arsen, Barium, Cadmium, Chrom, Kupfer, Blei, Quecksilber und Zink – also wesentliche Grundwasserschadstoffe – ab.

Im Anschluss an zwei Pilotanwendungen stellte REGROUND seine innovative Technologie für zwei kontaminierte Grundwasserleiter an Industriestandorten in Spanien und Portugal bereit.

Die Untersuchungsergebnisse nach der Injektion zeigen, dass Schwermetalle erfolgreich aus den Ebenen entfernt wurden, die im Sanierungskonzept vorgesehen waren. Diese Ergebnisse deuten auf die Marktreife der Technologie hin.

„Die marktnahe Umsetzung der Technologie und daran anschließende Kommerzialisierungsbemühungen sind ein wesentlicher Bestandteil von REGROUND. Damit wird es möglich sein, Kontaminationen durch giftige Metalle auch an solchen Standorten zu immobilisieren, die bisher aus technischen oder wirtschaftlichen Gründen nicht behandelt wurden“, so Dr. Mohammadian abschließend.

Förderung von Innovationen in der Wasserwirtschaft

Die Ziele von REGROUND decken sich mit der Absicht der Wasserpolitik der EU, insbesondere der Richtlinie 2013/39/EU, mit der die Bereitstellung neuer Technologien zur Wasserreinigung auf dem Markt gefördert werden soll.

Um seine Arbeit kurzfristig weiter voranzutreiben, tritt das Projektteam nun mit einem neu gegründeten Spin-off-Unternehmen in den Markt für Grundwassersanierung ein. Dieses Unternehmen wird das NP-Verfahren auf weitere Schadstoffe wie Cyanid und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) anwenden.

Dr. Mohammadian dazu: „Mit der Markteinführung unserer kosteneffektiven Technologie werden wir dazu beitragen, weitere Innovationen in der Wasserwirtschaft anzuregen, um die öffentlichen und privaten Anstrengungen für eine bessere Grundwassersanierung in Europa und weltweit voranzubringen.“

Verwandte Informationen

Schlüsselwörter

REGROUND, Wasserknappheit, Grundwasserleiter, giftig, Kontaminant, Schadstoff, Brunnen, Nanopartikel, Adsorption, Grundwasser, Eisenoxid, Arsen, Barium, Cadmium, Chrom, Kupfer, Blei, Quecksilber, Zink
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