Charakterisierung vom mikrobiellen Abbau bei NA-Prozessen durch Mikroarrays (Pronabac)

<p>In Deutschland sind derzeit rund 100.000 Abfallablagerungen erfasst, deren Sickerwasseremissionen das Grundwasser kontaminieren. Aufwändige Sicherungs- und Sanierungsmaßnahmen sind zunächst nur dort zu leisten und sinnvoll, wo akute Gefährdungen für Mensch und/oder Umwelt bestehen (z.B. Trinkwasserförderung). Der Großteil der Altablagerungen wird die nächsten Jahrzehnte in nur gering gesichertem Zustand (z.B. Bodenabdeckung) oder unsaniert als geochemischer Fremdkörper in der Erdkruste verbleiben und Sickerwässer ins Grundwasser emittieren. Diese Sickerwässer schädigen das Grundwasser, die wichtigste Trinkwasserressource in Deutschland. Aus Sicht des Ressourcenschutzes ist es daher für den Bund (BMG, BMU und BMFT) von erheblichem Interesse, wissenschaftlich fundierte Entscheidungshilfen zu erhalten, um Prognosen über das räumlich-zeitliche Schicksal der das Grundwasser kontaminierenden Emissionen und über notwendige Sanierungsmaßnahmen ableiten zu können.</p>

<p>Während der fast 40 jährigen Bearbeitung von Altlasten wurde schon früh festgestellt, dass sich durch Altlasten verursachte Grundwasserschäden zum Teil ohne aktive Sanierungsmaßnahmen vermindern. Seitdem wird dieser weltweit mit dem Begriff Natural Attenuation (NA) bezeichnete natürliche Rückhalt und Abbau zur ressourcengünstigen Schadensminderung von kontaminiertem Grundwasser genutzt. Die zur Charakterisierung des biologischen Abbaus von komplexen Grundwasserkontaminationen bisher angewandten mikro- und molekularbiologischen Nachweismethoden sind in ihrer analytischen Aussagekraft nicht zureichend und für eine breite Anwendung zu teuer. Im BMBF-Förderschwerpunkt KORA ist deshalb eine allgemein anwendbare Vorgehensweise zur Erkundung der natürlichen Rückhalte- und Abbauvorgänge an Abfallablagerungen, das NA-Screening, erarbeitet worden. Da eine Schadensminderung gemäß LABO (Länderarbeitsgemeinschaft Boden) nicht vorrangig durch die Verdünnung der Schadstoffe in Boden und Grundwasser erfolgen soll, wurden die Rückhalte- und vor allem die biologischen Abbauprozesse detailliert untersucht. Im Rahmen des vom Umweltbundesamt durchgeführten KORA-Teilvorhabens 4.1 wurde deshalb mit der Entwicklung einer molekulargenetischen Nachweismethode für NA begonnen, die nicht darauf ausgerichtet ist, einzelne, willkürlich ausgewählte Bakterienspezies nachzuweisen, die möglicherweise am Abbau von Schadstoffen beteiligt sind, sondern durch den schnellen und umfassenden Nachweis von Bakterienfamilien eine möglichst vollständige Charakterisierung der NA-Vorgänge ermöglicht. Ziel des Vorhabens ist es, mit Hilfe von DNA-Mikroarrays den Nachweis von Abbauvorgängen abfallablagerungsbedingter Emissionen erheblich zu vereinfachen, da diese Methode im Gegensatz zu der bisher im Bereich der Ökotoxikologie angewendeten PCR-DGGE automatisiert werden kann. So wird der Einsatz des NA-Screenings auch für andere Anwender, wie z.B. Ingenieurbüros nutzbar, wodurch ermöglicht wird, dass NA an mehr Abfallablagerungen als Sanierungsvariante beachtet wird. Dies führt wiederum zu erheblichen Einsparungen an Ressourcen, da durch die Nutzung von NA nicht mehr zwangsläufig eine qualifizierte Abdichtung-/Abdeckung durchgeführt werden muss, die nicht nur sehr kostenaufwendig ist, sondern auch einen hohen Ressourcenverbrauch darstellt.</p>