Isodetect GmbH untersucht sanierungspflichtige Altlasten mit innovativen Verfahren

Erfolgreicher Wissenstransfer von der Forschung in die Praxis.

Leipzig/München. Erstmals gründen zwei Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft eine gemeinsame Firma. Die Isodetect GmbH ist eine Initiative von Mitarbeitern des Forschungszentrums für Umwelt und Gesundheit (GSF) in München und des Umweltforschungszentrums Leipzig-Halle (UFZ). Die langjährige Zusammenarbeit der beiden Zentren bei der Grundlagenforschung auf den Gebieten der Mikrobiologie und Isotopengeochemie führt zu einer neuen Anwendung in der Altlastenbewertung. Die Isodetect GmbH untersucht stabile Isotope in Altlasten. Isotope sind Atome desselben Elementes,, die sich in der Anzahl der Neutronen im Atomkern unterscheiden. Auf diese Weise kann der natürliche Schadstoffabbau in kontaminierten Böden nachgewiesen und dadurch Sanierungsvorhaben erheblich preisgünstiger durchgeführt werden. Das Verfahren erweist sich in der Praxis als zuverlässiger und aussagekräftiger als herkömmliche Nachweismethoden.

In Deutschland gibt es nach aktuellem Stand etwa 270.000 zivile, altlastenverdächtige Flächen, von denen nach Darstellung des Deutschen Umweltrates etwa 10 bis 15 Prozent ernste Sanierungsfälle darstellen. Die Finanzierung der Altlastenbeseitigung bereitet trotz staatlicher Fördermittel ernste Probleme, deshalb ist die Nachfrage nach preiswerten Reinigungsverfahren groß. Interessant sind vor allem die natürlichen Selbstreinigungsprozesse im Boden. Grundlage für die Planung sind Gutachten über mikrobielle Abbauprozesse. Diese will Isodetect erstellen, denn nur mit dem sicheren Nachweis der Selbstreinigung ist die Anwendung dieser kostengünstigen Sanierungsverfahren akzeptabel. Sie helfen, den Schaden zu managen.

"Jeder Stoff weist entsprechend seiner Herkunft eine charakteristische Isotopenzusammensetzung auf, die sich durch biologische Abbauprozesse signifikant verändern kann. Diesen Zusammenhang nutzen wir, um die mikrobielle Selbstreinigung in kontaminiertem Grundwasser nachzuweisen und ihr Potential zu beurteilen", erklärt Dr. Hans-H. Richnow, Departmentleiter Isotopenbiogeochemie am UFZ Leipzig und Mitgründer der Isodetect GmbH. Beim biologischen Abbau eines Schadstoffes werden Moleküle des leichten Kohlenstoff-Isotops (12C) bevorzugt abgebaut, weil Bakterien diese Bindungen leichter aufbrechen können. Dadurch steigt der Anteil schwerer Kohlenstoff-Isotope (13C) in der Kontamination. Isodetect ermittelt das Isotopenverhältnis von Schadstoffen an verschiedenen Stellen des schadstoffbeladenen Areals. Ein signifikanter Anstieg schwerer Isotopen bedeutet den Nachweis des Schadstoffabbaus. Da dieser Prozess - die so genannte Isotopenfraktionierung - proportional zum Abbau erfolgt, kann der Umfang der Selbstreinigung bestimmt werden.

Um den biologischen Schadstoffabbau besonders empfindlich nachzuweisen, setzt Isodetect ein weiteres Testsystem ein. Man bringt poröses Aufwuchsmaterial mit eingelagertem, isotopenmarkiertem Schadstoff für vier bis zwölf Wochen in die Grundwasserbrunnen der Altlast ein. Bakterien, die auf dem auf dem Material wachsen, bilden Biofilme und werden im Aufwuchsmaterial gefangen. Diese Bakterienfallen (BACTRAP®) werden nach der Entnahme auf die isotopische Zusammensetzung der mikrobiellen Biomasse untersucht. Die isotopische Markierung in Biomasse wie Fettsäuren oder Aminosäuren beweist, dass die Bakterien den Schadstoff abgebaut und den Kohlenstoff zur Biosynthese verwendet haben.

"Die Isotopenfraktionierungsmethode wurde innerhalb von Forschungsvorhaben der GSF und des UFZ seit 2000 zur Charakterisierung des mikrobiellen Abbaus erfolgreich erprobt", betont PD Dr. Rainer U. Meckenstock, einer der Gründer des Unternehmens an der GSF, "Bisher wurde mit der Isotopenmethode der in-situ-Abbau von aromatischen Kohlenwasserstoffen, chlorierten Kohlenwasserstoffen und Treibstoffzusätzen in Forschungsvorhaben nachgewiesen". Besonders vorteilhaft an dieser Methode ist die Bestimmung des Schadstoffabbaus in situ, also direkt vor Ort in der Schadstofffahne der Altlast. Schnelligkeit und die hohe Qualität der Informationen sind weitere Stärken des Verfahrens. Außerdem ist das Isotopenprofil von Schadstoffen häufig so spezifisch, dass damit eine Ortung der Kontaminationsquelle möglich ist. In bestimmten Fällen können Schadensverursacher schnell identifiziert und damit die Sanierungspflicht geklärt werden. Wissenschaftliche Arbeiten, die jetzt durch Isodetect in die Praxis überführt werden, wurden auch durch das Bundesforschungsministerium (BMBF 02WT0022) unterstützt.

Mit der Isodetect GmbH soll das Verfahren nun von der Grundlagenforschung in die Praxis überführt werden. UFZ und GSF entwickeln das Isotopenmonitoring von Altlasten weiter. Die Forschungsinstitute wollen so neue Forschungsergebnisse über Isodetect den zukünftigen Nutzern zur Verfügung stellen, um ein kosteneffektives und innovatives Umweltmonitoring zu ermöglichen. Einige der aktuell angebotenen Leistungen sind durch ein Patent über "Isotopenverfahren zum Ermitteln des biologischen Schadstoffabbaus in der Umwelt" (DE100016798A1) erfinderisch abgesichert oder als Marke angemeldet. Die Geschäftsführung der Isodetect erfolgt durch Dr. Heinrich R. Eisenmann auf dem Forschungsgelände der GSF in Neuherberg bei München. Anko Fischer, der gegenwärtig seine Promotionsarbeit im Bereich Isotopenbiogeochemie am UFZ abschießt, wird die Isodetect in den neuen Bundesländern vertreten. Unterstützt wurde der Ausgründungsprozess durch die Ascenion GbmH, die im Auftrag der Helmholtz-Gemeinschaft Ausgründungen betreut.

Quellen und weitere Informationen:

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