Innovative Ideen für eine saubere Umwelt

Die Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU) präsentiert ab Montag erstmals zwei Exponate auf der IFAT, der Weltleitmesse für Wasser-, Abwasser-, Abfall- und Rohstoffwirtschaft. Die FSU-Exponate sind zu sehen auf dem Gemeinschaftsstand „Forschung für die Zukunft“ in Halle 6. Die IFAT findet dieses Jahr vom 14. bis 18. Mai in München statt.

Martin Sperfeld vom Institut für Mikrobiologie stellt ein neues Verfahren der mikrobiellen Umweltdiagnostik vor. Ziel ist es, verunreinigte Böden oder Gewässer mit Hilfe von Mikroorganismen zu reinigen.

Um den Einsatz der Mikroorganismen und damit die biologische Umweltsanierung planbar zu machen, wird am Lehrstuhl für Angewandte und Ökologische Mikrobiologie ein innovativer Ansatz verfolgt: „Wir entschlüsseln die Geninformationen der Mikroorganismen mit Hilfe modernster Genanalyseverfahren und können so beurteilen, wie leistungsfähig die vorhandenen Organismen sind“, sagt Martin Sperfeld.

Entweder werden Proben wie Bohrkerne, Sediment- oder Wasserproben vor Ort entnommen und im Labor analysiert oder die Wissenschaftler überprüfen die Standorte direkt. Gerade wenn es schnell gehen soll, könne dazu ein mobiles Labor eingesetzt werden – nicht viel größer als ein Koffer. Die Analysen haben ihren Ursprung in der klinischen Diagnostik.

Für die Sanierung kontaminierter Standorte wie einer ehemaligen Tankstelle, einer ehemaligen Chemiefabrik oder eines Gaswerkes ist es zunächst wichtig, die vorhandenen Mikroorganismen zu analysieren. Mit den Ergebnissen lassen sich dann Fragen klären, etwa wie lange eine natürliche Sanierung dauert, ob weitere Mikroben zugesetzt werden sollten oder wie sich der Abbau stimulieren lässt. Die biologischen Helfer können die meisten menschengemachten Schadstoffe abbauen, sagt Martin Sperfeld. Darunter zählen Mineralölkohlenwasserstoffe, aromatische Kohlenwasserstoffe, Phenole, Nitrat und Nitrit.

Das zweite Exponat der Universität Jena kommt aus dem Institut für Technische Chemie und Umweltchemie. Einen Versuchsaufbau zur Reinigung von Wasser mittels Kavitation stellen Dr. Patrick Bräutigam und Mitarbeiter der Arbeitsgruppe Wassertechnologie – Kavitation – Nachwachsende Rohstoffe vor.

Die interdisziplinäre Arbeitsgruppe arbeitet unter anderem an Verfahren, um beispielsweise Arzneimittelrückstände und andere sogenannte Spurenstoffe aus Abwasser zu entfernen. „Diese Stoffe können derzeit in herkömmlichen Kläranlagen nicht entfernt werden und gelangen so wieder in den Wasserkreislauf“, sagt Dr. Bräutigam.

Das neue innovative Verfahren macht sich Kavitationsphänomene zunutze. So werden die Effekte bezeichnet, die gas- oder dampfgefüllte Blasen im Wasser erst erzeugen und dann zum Kollaps zwingen. Beim Kollaps entstehen hohe Temperaturen und Drücke (ca. 5000 K, 1000 bar), mit denen Abbauprozesse initiiert und beschleunigt werden können. Das für den Abbau der Schadstoffe notwendige Oxidationsmittel wird bei diesem Verfahren aus dem Wasser selbst an Ort und Stelle hergestellt.

Aktuell sind zur Erzeugung der Kavitation akustische (Ultraschall) und hydrodynamische (Strömungskavitation) Systeme das Mittel der Wahl. Bevor die Systeme eingesetzt werden können, bedarf es weiterer Entwicklungsschritte, sagt Dr. Bräutigam.

Kontakt:

Martin Sperfeld
Institut für Mikrobiologie der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Philosophenweg 12, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 949335
E-Mail: info[at]mibiosys.com

Dr. Patrick Bräutigam
Institut für Technische Chemie und Umweltchemie der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Philosophenweg 7a, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 948458
E-Mail: patrick.braeutigam[at]uni-jena.de