DE19709453C2 - Verwendung von Bakterienstämmen die aus Proben angereichert wurden, die sowohl Ethen als auch Chlorethen ausgesetzt waren zum Abbau von halogeniertem Ethen - Google Patents
Verwendung von Bakterienstämmen die aus Proben angereichert wurden, die sowohl Ethen als auch Chlorethen ausgesetzt waren zum Abbau von halogeniertem EthenInfo
- Publication number
- DE19709453C2 DE19709453C2 DE19709453A DE19709453A DE19709453C2 DE 19709453 C2 DE19709453 C2 DE 19709453C2 DE 19709453 A DE19709453 A DE 19709453A DE 19709453 A DE19709453 A DE 19709453A DE 19709453 C2 DE19709453 C2 DE 19709453C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- ethene
- halogenated
- ethenes
- use according
- bacterial strains
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D3/00—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
- A62D3/02—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by biological methods, i.e. processes using enzymes or microorganisms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/84—Biological processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/10—Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
- C12N1/205—Bacterial isolates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P1/00—Preparation of compounds or compositions, not provided for in groups C12P3/00 - C12P39/00, by using microorganisms or enzymes
- C12P1/04—Preparation of compounds or compositions, not provided for in groups C12P3/00 - C12P39/00, by using microorganisms or enzymes by using bacteria
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D2101/00—Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
- A62D2101/20—Organic substances
- A62D2101/22—Organic substances containing halogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mycology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Virology (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
Halogenierte Ethene fanden in der Vergangenheit unter
anderem als Entfettungsmittel in der metallverarbei
tenden Industrie und bei der Textilreinigung weitver
breitete Anwendung. Inzwischen sind diese gesund
heitsgefährdenden Stoffe vielerorts in Grundwasser
und Boden nachweisbar.
Die Behandlung von Schadensfällen erfolgt vorwiegend
durch Bodenluftansaugung bzw. durch Strippen des
Grundwasserleiters mit Luft. Die mit flüchtigen Kom
ponenten beladene Abluft wird anschließend über Ak
tivkohlefilter geleitet. Dabei werden die Schadstoffe
durch Adsorption an die Aktivkohle aus dem Abluft
strom entfernt. Die beladene Aktivkohle kann regene
riert und erneut zur Reinigung der Abluftströme ein
gesetzt werden. Ist eine Regeneration der Aktivkohle
nicht wirtschaftlich, wie im Falle der Reinigung
niedrig beladener Abluftströme, wird die Aktivkohle
zusammen mit den adsorbierten Schadstoffen verbrannt.
Bei der Verbrennung von CKW-beladener Aktivkohle kön
nen polychlorierte Dioxine entstehen. Die "17. Ver
ordnung zum Bundesimmisionsschutzgesetz" schreibt da
her für die thermische Abfallbehandlung einen Dioxin-
Grenzwert von 0,1 ng/m3 Abluft vor. Die Regeneration
von Aktivkohle ist dann unwirtschaftlich, wenn in dem
zu reinigenden Abluftstrom nur geringe Konzentratio
nen an den zu entfernenden Schadstoffen vorhanden
sind und deshalb die Aktivkohle aufgrund der Adsorp
tionsisothermen nur gering beladen wird. Bei geringen
Schadstoffkonzentrationen in der zu reinigenden Ab
luft sind aufgrund des niedrigen Beladungsspielraumes
große Mengen an Aktivkohle erforderlich. Die
thermische Entsorgung dieser Aktivkohle beeinflußt im
Falle einer Boden- und Grundwassersanierung als
wesentlicher Kostenfaktor erheblich die Wirtschaft
lichkeit des Verfahrens.
In der Praxis wird oft der Abluftstrom nur in der
Anfangsphase der Sanierung bei hohen Schadstoffkon
zentrationen mit Aktivkohlefiltern gereinigt. Sinkt
die Schadstoffkonzentration im Laufe des Sanierungs
verfahrens unter die gesetzlich vorgeschriebenen
Grenzwerte der TA Luft, wie dies bei der Bodenluft
absaugung üblich ist, so wird die Abluft ungereinigt
an die Atmosphäre abgegeben. Diese Umverteilung der
Schadstoffe von Boden, Grundwasser und Bodenluft in
die Atmosphäre ist aus ökologischen Gründen fragwür
dig.
Boden und vor allem Grundwasser sind hohe Schutzgü
ter. Aus umweltpolitischen Erwägungen ist man daher
bestrebt, CKW-Schadstoffe enthaltende Gebiete dauer
haft zu sanieren, ohne eine Umverteilung der CKW in
die Atmosphäre zu bewirken. Die Reinigung niedrig
beladener Abluftströme aus der Bodenluftabsaugung ist
jedoch sehr kostenintensiv, da große Mengen niedrig
beladener Aktivkohle anfallen, die nicht wirtschaft
lich regeneriert werden können und unter hohen Kosten
thermisch entsorgt werden müssen.
Unter anaeroben Bedingungen entsteht bei durch Tetra
chlorethen (PCE) und Trichlorethen (TCE) verurachten
Schadensfällen infolge der Aktivität der autochthonen
Mikroflora des Bodens Vinylchlorid (VC), welches ein
besonderes Problem darstellt. Zum einen ist es be
kanntermaßen karzinogen und teratogen, zum anderen
adsorbiert es nur in äußerst geringen technisch nicht
relevanten Mengen an Aktivkohle. CKW-Schadensfälle
mit höheren VC-Konzentrationen gelten daher als mit
den beschriebenen Methoden nach dem derzeitigen Stand
der Technik nicht sanierbar.
Als kostengünstige Alternative zur Reinigung von kon
taminiertem Boden, Grundwasser und Bodenluft bieten
sich aus diesen Gründen biologische Verfahren an.
Eine Möglichkeit besteht beispielsweise darin, Methan
in das Erdreich zu injizieren, um dort Methan oxidie
rende (methylotrophe) Bakterien anzureichern und zu
aktivieren.
Die biologische Abbaurate ist abhängig von der Anzahl
der Chlorsubstituenten und der An- bzw. Abwesenheit
von Sauerstoff. Hochchlorierte CKW, insbesondere PCE,
werden ausschließlich unter anaeroben Bedingungen,
niedrig chlorierte CKW dagegen vorwiegend unter
aeroben Bedingungen biologisch abgebaut. Methan oxi
dierende (methylotrophe) und Aromaten abbauende Bak
terien sind beispielsweise in der Lage, TCE zu mine
ralisieren, also zu Kohlendioxid, Wasser und Chlorid
umzuwandeln. Der Intitialangriff erfolgt durch eine
Oxygenase. Durch die Oxygenase-Reaktion wird jedoch
ein hochreaktives Epoxid gebildet, das die Zelle
schädigt und desaktiviert. Die Schädigung erfolgt
durch Alkylierung von Zellproteinen. Der Stamm Pseu
domonas Putida F1 wird beispielsweise sehr schnell
durch den TCE-Umsatz desaktiviert. Die Oxygenaseakti
vität verringert sich innerhalb von 20 Minuten auf
2% der Anfangsaktivität.
In der EP 0 447 862 B2 wird ein Verfahren zur biolo
gischen Reinigung von mit halogenierten Ethenen
und/oder halogenierten Butadienen kontaminierten Gas
strömen, insbesondere aus der Bodenluft, beschrieben.
Bei diesem Verfahren werden teure Wachstumssubstrate
(Auxiliarsubstrate) wie Isopren und/oder Butadien
eingesetzt. In der Praxis erwies sich dieses Verfah
ren als kostenintensiv, da die eingesetzten Bakterien
zur Regeneration mit größeren Mengen Isopren versorgt
werden müssen. Da es sich bei Isopren um eine relativ
leicht abbaubare Verbindung handelt, ist das Risiko
einer Fremdverkeimung durch nicht dehalogenierende
Bakterien sehr hoch und kann nur durch aufwendige
steriltechnische Maßnahmen vermieden werden, die sich
erheblich auf die Betriebskosten auswirken.
In der EP 0 336 718 A2 wird ein weiteres Verfahren
zum mikrobiologischen Abbau von Trichlorethen mit
Hilfe gentechnisch veränderter Mikroorganismen be
schrieben. Vor Einsatz eines solchen Verfahrens zur
Sanierung von Schadensfällen sind besondere Sicher
heitsmaßnahmen zu treffen und langwierige Genehmi
gungsverfahren erforderlich. Außerdem sind Probleme
bei der Akzeptanz durch die Bevölkerung nicht auszu
schließen.
Die DE-A 33 26 057 beschreibt ein Verfahren zur bio
logischen Reinigung der Abluft. Durch die eingesetz
ten Mikroorganismen können ein- und zweifach chlo
rierte Alkane, Chlorbenzol und Chlortoluol minerali
siert werden. Ein Abbau von halogenierten Ethenen ist
nicht beschrieben.
Keiner der beschriebenen Bakterienstämme ist geeig
net, PCE abzubauen.
Ausgehend hiervon ist es die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, Bakterienstämme zu finden, die zum Abbau
von halogenierten Ethenen geeignet sind.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1
gelöst. Die Unteransprüche zeigen vorteilhafte
Weiterbildungen auf.
Erfindungsgemäß wird somit vorgeschlagen, Bakterien
stämme zu verwenden, die aus Proben angereichert
wurden, die Ethen als auch Chlorethen ausgesetzt
waren. In einem Bioreaktor werden diese Bakterien mit
Ethen als Kohlenstoff und Energiequelle versorgt. Die
abzubauenden halogenierten Ethene werden in den
Bioreaktor mit den präadaptierten Mikroorganismen
geleitet. Dort werden die Chlorethene vollständig
mineralisiert. Das Auxiliarsubstrat Ethen und haloge
nierte Ethene können simultan abgebaut werden. Beson
ders geeignet sind die Bakterien für cis-1,2-Di
chlorethen und/oder Vinylchlorid, das in Konzentra
tionen von bis zu 100 mg/l gereinigt werden kann.
Mit Hilfe dieser Bakterienstämme ist es möglich
geworden, z. B. Grundwasser zu reinigen, das mit allen
halogenierten Ethenen einschließlich PCE und VC kon
taminiert ist. Dies ist auch bei gering belastetem
Grundwasser und Erdreich möglich.
Bevorzugt werden die Bakterienstämme so eingesetzt,
daß sie in einer Kombination mit einer anaeroben
Stufe angewendet werden. Als erste Stufe wird dabei
die aus dem Stand der Technik bekannte Maßnahme aus
genutzt, daß anaerobe Bakterien und Mischkulturen in
der Lage sind Chlorethene reduktiv zu dehalogenieren.
Dabei wird PCE unter Freisetzung von Chlorid
schrittweise zu TCE, cis-Dichlorethen (cDCE), VC und
Ethen umgewandelt. Da die beiden ersten Dehalogenie
rungsschritte sehr effizient und schnell erfolgen,
die Dehalogenierung von cDCE und insbesondere von VC
jedoch in technisch nicht relevanten Raten, wird die
vorstehend beschriebene anaerobe reduktive Dehaloge
nierung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kombi
niert.
Ferner ist es mit Hilfe der Bakterien möglich gewor
den, sowohl mit halogenierten Ethenen kontaminiertes
Grundwasser als auch Boden und Bodenluft in situ zu
reinigen. Die In-situ-Reinigung des kontaminierten
Bodens kann erfolgen, indem das Grundwasser nach der
Behandlung im Bioreaktor mit geeigneten Energie- und
Kohlenstoffquellen, z. B. molekularem Wasserstoff,
Kohlenhydraten, Alkoholen oder organischen Säuren,
versetzt und in den Boden infiltriert wird. Damit
wird ein anaerobes Milieu geschaffen und anaerobe,
reduktiv dehalogenierende, autochthone Mikroflora
aktiviert. Durch einen hydraulischen Kreislauf werden
die hochchlorierten Ethene PCE und TCE im Boden zu
cDCE dehalogeniert. Das Grundwasser wird abgepumpt
und beispielsweise über der Geländeroberkante in
Bioreaktoren behandelt. Die in der Bodenluft befind
lichen Chlorethene lösen sich im reinfiltrierten
Grundwasser. Verbliebene Reste der Chlorkohlen
wasserstoffe können abgebaut werden, indem die Boden
luft zur Belüftung des aeroben Bioreaktors verwendet
wird.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß Ethen abbau
ende Bakterien in der Lage sein können, halogenierte
Ethene abzubauen. Die beispielsweise von Habets-Crüt
zen et al. (1984) aus der Arbeitsgruppe von de Bont
früher in Appl. Microbiol. Biotechnol. (1984) 20:
245-250 beschriebenen Ethen abbauenden Bakterienstäm
me erreichten für Ethen-Abbauraten von 9 bis
50 nmol/.mgProtein. Hou et al. (1983) beschreiben in
Appl. Environ. Microbiol. Juli 1983, S. 171-177 eine
Oxidation von Ethen durch Bakterien, die auf Propan
gezüchtet wurden. Hier wurden 1,2 bis
43 nmol/min.mgProtein gemessen. Auch Ewers (Disserta
tion von Jens Ewers, 1991, Universität Stuttgart)
konnte Ethen abbauende Bakterienkulturen anreichern,
machte jedoch keine Aussagen über die Abbauraten. Er
untersuchte die Ethen abbauenden Kulturen auch auf
Verwertung von Chlorethenen und Chloridfreisetzung,
konnte jedoch nicht von positiven Ergebnissen berich
ten. Auch in Hou et al. (1983), Heyer (Zeitschrift
für Allg. Mikrobiologie 16, 8 (1976) S. 633-637) und
den Schriften aus der Arbeitsgruppe von deBont finden
sich keine Hinweise auf einen Abbau von oder eine
Chloridfreisetzung aus chlorierten Ethenen durch
Ethen verwertende Bakterien.
Die Bakterienkulturen bauen Ethen in Raten bis zu
60 nmol/min.mgProtein ab und sind in der Lage, halo
genierte Ethene, wie z. B. cDCE, vollständig zu mine
ralisieren und dabei auch extrem hohe Konzentrationen
dieser toxischen Verbindungen zu tolerieren. Die hohe
Resistenz gegenüber halogenierten Ethenen beruht da
rauf, daß die beim oxidativen Abbau primär gebildeten
Epoxide durch die Ethen verwertenden Bakterienstämme
sehr wirksam entgiftet werden.
Ethen wird von den Mikroorganismen, die zur Verwer
tung dieses Substrats befähigt sind, im ersten
Schritt der Abbausequenz durch eine Oxygenase-Reak
tion zu Ethylenoxid oxidiert. Um eine Zellschädigung
durch diese hochtoxische Verbindung, die auch zu Ste
rilisationszwecken eingesetzt wird, zu verhindern,
sind diese Mikroorganismen auf ein hocheffizientes
epoxidspaltendes Enzymsystem angewiesen, das Ethylen
oxid entgiftet. Dieses Enzymsystem ist auch in der
Lage, die beim primären Oxidationsschritt aus Chlor
ethenen entstandenen Epoxide zu spalten. Auf diese
Weise können präadaptierte Mikroorganismen selbst
hohe Konzentrationen von halogenierten Ethenen tole
rieren und dehalogenieren.
Geeignete Bakterien erhält man durch Anreicherung mit
Ethen als einziger Kohlenstoff- und Energiequelle
gemäß den Fachleuten bekannten Techniken mit Proben
aus geeigneten Standorten, die sowohl Ethen als auch
Chlorethenen ausgesetzt waren. Bakterienkulturen, die
auf diese Weise angereichert wurden, weisen folgende
überraschende Eigenschaften auf:
- - hohe Toleranz gegenüber halogenierten Ethenen, wie z. B. cDCE,
- - hohe Abbauaktivität gegenüber halogenierten Ethenen, wie z. B. cDCE,
- - Fähigkeit zum simultanen Abbau von halogenierten Ethenen und dem Auxiliarsubstrat Ethen,
- - geringer Bedarf an Ethen als Auxiliarsubstrat,
- - geringe Anfälligkeit für Fremdverkeimung bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Der CKW-Abbau durch die in EP 0 447 862 B1 beschrie
benen Isopren und/oder Butadien abbauenden Bakterien
stämme erfolgt nur in Abwesenheit geeigneter Kohlen
stoff- und Energiequellen. Nach einigen Stunden des
CKW-Abbaus läßt ihre Aktivität durch den allmählich
auftretenden Energiemangel nach, so daß sie durch
Zugabe von Isopren und/oder Butadien reaktiviert wer
den müssen. Im Gegensatz dazu sind die der Erfindung
zugrunde liegenden Bakterienkulturen in der Lage,
Chlorethen und Ethen simultan abzubauen, so daß sich
verfahrenstechnich aufwendige Regenerationszyklen
erübrigen. Der Abbau von Chlorethenen erfordert bei
allen bisher in der Fach- und Patentliteratur be
schriebenen Bakterienkulturen den Einsatz des jewei
ligen geeigneten Auxiliarsubstrats im Überschuß.
Überraschenderweise benötigen die der Erfindung zu
grunde liegenden Ethen abbauenden Bakterienstämme le
diglich eine - verglichen mit den halogenierten Ethe
nen - signifikant geringere Menge des Auxiliarsub
strats Ethen, um den Energiestoffwechsel und die Ab
bauaktivität gegenüber Chlorethenen aufrechtzuerhal
ten. Mit den Bakterien können geringe Konzentrationen
des Auxiliarsubstrats eingesetzt werden, wodurch sich
die Wirtschaftlichkeit erhöht. Die Versorgung der
Mikroorganismen mit Ethen erfolgt über die Gasphase.
Die Konzentrationen sind so niedrig (unter 2,3%
(v/v)), daß kein explosives Gasgemisch entstehen
kann, wodurch aufwendige Explosionsschutzmaßnahmen
hinfällig werden.
Einzelne angereicherte Bakterienkulturen sind sogar
über längere Zeiträume zum produktiven Abbau, also
zur Verwertung von halogenierten Ethenen, wie z. B.
cDCE, als einzige Energie- und Kohlenstoffquelle, be
fähigt.
Es zeigte sich, daß die der Erfindung zugrunde lie
genden Ethen abbauenden Bakterienkulturen gegenüber
Fremdverkeimung unempfindlich sind. Luftkeime oder
Fremdkeime aus dem Wasser, die Ethen und/oder haloge
nierte Ethene unspezifisch oxidieren, bilden das
hochtoxische Ethylenoxid oder Epoxide aus den halo
genierten Ethenen, was ohne hocheffiziente epoxid
spaltende Enzymsysteme zu schweren Zellschädigungen
führt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind also
aufwendige und kostenintensive steriltechnische Maß
nahmen zur Vermeidung einer Fremdverkeimung und zur
Aufrechterhaltung des biologischen Abbauprozesses
nicht notwendig.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß es sich bei
Ethen um ein vergleichsweise preiswertes Auxiliarsub
strat handelt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausfüh
rungsbeispielen näher erläutert:
Zur Anreicherung geeigneter Bakterien wurde Belebt
schlamm aus der Betriebskläranlage eines Ethen und
CKW produzierenden Industrieunternehmens als Inokulum
eingesetzt. Als einzige Kohlenstoff- und Energie
quelle wurde Ethen verwendet. Zur Anzucht der Flüs
sigkulturen wurde die von Dorn, Hellwig, Reineke,
Knackmuss (1974): Isolation and Characterization of a
3-Chlorobenzoate Degrading Pseudomonad. (Arch.
Microbiol. 99: 62-70) angegebene Mineralsalzlösung
verwendet. Ethen wurde in den Konzentrationen
zwischen 3% und 20% (jeweils v/v in der Gasphase)
zugegeben. Die Inkubation erfolgte in Schüttelkolben
mit Schikanen und einem Nennvolumen von 100 ml bzw.
500 ml, in denen sich 10% des Nennvolumens an
Mineralmedium befanden, bei 30°C auf einen
Rotationsschüttler bei 135 Upm. Das bakterielle
Wachstum wurde durch Messung der optischen Dichte bei
einer Wellenlänge von 546 nm in einem Photometer
bestimmt. Die Isolierung der Bakterien erfolgte auf
Agarplatten mit Mineralmedium. Ethen wurde hierbei
über die Gasphase (1,9% v/v) zudosiert.
Die Dehalogenierungsaktivität der angereicherten Bak
terien wurde über die entstehende Chloridmenge be
stimmt. Hierzu wurde der Chloridtest Weightman,
Weightman, Slater (1985): Toxic effects of
Chlorinated and Brominated Alkanoic Acids an
Pseudomonas putida PP3: Selection at High Frequencies
of Mutations in Genes Encoding Dehalogenases. (Appl.
Environ. Microbiol. 49: 1494-1501) für auf Platten
gezüchtete Zellen bzw. ein von Ewers (1991)
(Dissertation von Jens Ewers, 1991, Universität
Stuttgart) modifizierter Test nach Weightman et al.
(1985): Toxic effects of Chlorinated and Brominated
Alkanoic Acids on Pseudomonas putida PP3: Selection
at High Frequencies of Mutations in Genes Encoding
Dehalogenases. (Appl. Environ. Microbiol. 49: 1494-
1501) für Flüssigkulturen verwendet. Es wurde jeweils
1 mM cDCE bei diesem Test eingesetzt. Die Kulturen
mit hohem Abbaupotential wurden am Silberniederschlag
erkannt.
Fig. 1 zeigt das Wachstum einer Mischkultur auf
250 µM Ethen in Gegenwart von 800 µM cis-1,2-
Dichlorethen in einer absatzweisen (Batch)-Kultur.
Die Konzentrationen beziehen sich auf die Flüssig
phase. Die Anzucht erfolgte in einem Schüttelkolben
mit Schikanen und einem Nennvolumen von 500 ml. Die
zu untersuchenden Proben wurden mit einer gasdichten
Spritze durch ein Septum aus dem Gasraum des Kolbens
entnommen. Die Detektion von Ethen und cDCE erfolgte
mit Hilfe eines Gaschromatographen (Injektor-, Detek
tor- und Ofentemperatur 250°C, 200°C und 170°C,
Flammenionisationsdetektor (FID), Plora PLOT U®-Säule
(25 m × 0,53 mm) mit He (30 kPa Säulenvordruck) als
Trägergas). Die optische Dichte wurde bei 546 nm
bestimmt. Cis-1,2-Dichlorethen wird am Ende der
exponentialen Phase und während der stationären Phase
abgebaut.
Claims (6)
1. Verwendung von Bakerienstämmen, die aus Proben
angereichert sind, welche sowohl Ethen als auch
Chlorethenen ausgesetzt waren, zum simultanen
und/oder konsekutiven Abbau von halogenierten
Ethenen in einem aeroben Bioreaktor unter
Verwendung von Ethen zur Präadaption sowie als
Kohlenstoff- und Energiequelle.
2. Verwendung nach Anspruch 1,
wobei Ethen über die Gasphase mit der Zuluft in
einer Konzentration von unter 2,3% (v/v) in den
Bioreaktor eingeführt wird.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2,
wobei halogenierte Ethene enthaltendes Wasser
gereinigt wird.
4. Verwendung nach mindestens einem der Ansprüche
1 bis 3,
wobei man mit halogenierten Ethenen kontami
nierte Luft zur Begasung des Bioreaktors ein
setzt.
5. Verwendung nach Anspruch 4,
wobei man mit halogenierten Ethenen kontami
nierte Bodenluft einsetzt.
6. Verwendung nach mindestens einem der Ansprüche 1
bis 5,
wobei vor der Reinigungsstufe im aeroben Bio
reaktor eine anaerobe Stufe zur reduktiven
Dehalogenierung der halogenierten Ethene
durchgeführt wird.
Priority Applications (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19709453A DE19709453C2 (de) | 1996-10-07 | 1997-03-07 | Verwendung von Bakterienstämmen die aus Proben angereichert wurden, die sowohl Ethen als auch Chlorethen ausgesetzt waren zum Abbau von halogeniertem Ethen |
AT97947005T ATE204508T1 (de) | 1996-10-07 | 1997-10-07 | Mikrobiologisches verfahren zur beseitigung von halogenierten ethenen |
JP10517081A JP2001501865A (ja) | 1996-10-07 | 1997-10-07 | ハロゲン化エテン類を除去する微生物学的方法 |
DK97947005T DK0930929T3 (da) | 1996-10-07 | 1997-10-07 | Mikrobiologisk fremgangsmåde til fjernelse af halogenerede ethener |
CA2266495A CA2266495A1 (en) | 1996-10-07 | 1997-10-07 | Microbiological process for removing halogenated ethenes |
US09/284,027 US6218172B1 (en) | 1996-10-07 | 1997-10-07 | Microbiological method for eliminating halogenated ethenes |
EP97947005A EP0930929B1 (de) | 1996-10-07 | 1997-10-07 | Mikrobiologisches verfahren zur beseitigung von halogenierten ethenen |
PCT/DE1997/002313 WO1998015338A1 (de) | 1996-10-07 | 1997-10-07 | Mikrobiologisches verfahren zur beseitigung von halogenierten ethenen |
ES97947005T ES2162332T3 (es) | 1996-10-07 | 1997-10-07 | Procedimiento microbiologico para la eliminacion de etenos halogenados. |
DE59704393T DE59704393D1 (de) | 1996-10-07 | 1997-10-07 | Mikrobiologisches verfahren zur beseitigung von halogenierten ethenen |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19641268 | 1996-10-07 | ||
DE19709453A DE19709453C2 (de) | 1996-10-07 | 1997-03-07 | Verwendung von Bakterienstämmen die aus Proben angereichert wurden, die sowohl Ethen als auch Chlorethen ausgesetzt waren zum Abbau von halogeniertem Ethen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19709453A1 DE19709453A1 (de) | 1998-04-16 |
DE19709453C2 true DE19709453C2 (de) | 2000-07-13 |
Family
ID=7808050
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19709453A Expired - Fee Related DE19709453C2 (de) | 1996-10-07 | 1997-03-07 | Verwendung von Bakterienstämmen die aus Proben angereichert wurden, die sowohl Ethen als auch Chlorethen ausgesetzt waren zum Abbau von halogeniertem Ethen |
DE59704393T Expired - Fee Related DE59704393D1 (de) | 1996-10-07 | 1997-10-07 | Mikrobiologisches verfahren zur beseitigung von halogenierten ethenen |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE59704393T Expired - Fee Related DE59704393D1 (de) | 1996-10-07 | 1997-10-07 | Mikrobiologisches verfahren zur beseitigung von halogenierten ethenen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (2) | DE19709453C2 (de) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0336718A2 (de) * | 1988-04-05 | 1989-10-11 | Amgen Inc. | Mikrobieller Abbau von Trichloräthylen |
DE4009109A1 (de) * | 1990-03-21 | 1991-09-26 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zur mikrobiologischen reinigung von mit halogenierten ethenen und/oder mit halogenierten butadienen kontaminierten abluftstroemen |
DE4142063A1 (de) * | 1991-12-19 | 1993-06-24 | Wisstrans Umwelt Gmbh | Mittel gegen tce-kontaminationen, bakterien und verfahren dafuer sowie verwendung der bakterien |
-
1997
- 1997-03-07 DE DE19709453A patent/DE19709453C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-10-07 DE DE59704393T patent/DE59704393D1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0336718A2 (de) * | 1988-04-05 | 1989-10-11 | Amgen Inc. | Mikrobieller Abbau von Trichloräthylen |
DE4009109A1 (de) * | 1990-03-21 | 1991-09-26 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zur mikrobiologischen reinigung von mit halogenierten ethenen und/oder mit halogenierten butadienen kontaminierten abluftstroemen |
DE4142063A1 (de) * | 1991-12-19 | 1993-06-24 | Wisstrans Umwelt Gmbh | Mittel gegen tce-kontaminationen, bakterien und verfahren dafuer sowie verwendung der bakterien |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Dissertation von Jens Ewers Universität Stuttgart,1991 "Untersuchungen zum mikrobiellen Abbau chlorsubstituierter Ethene" * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19709453A1 (de) | 1998-04-16 |
DE59704393D1 (de) | 2001-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Semple et al. | Impact of composting strategies on the treatment of soils contaminated with organic pollutants | |
EP2390234B1 (de) | Zusammensetzungen zum Entfernen von Kohlenwasserstoffen und halogenisierten Wasserstoffen aus verschmutzten Umgebungen | |
Mueller et al. | Creosote-contaminated sites. Their potential for bioremediation | |
US4713343A (en) | Biodegradation of halogenated aliphatic hydrocarbons | |
Mikesell et al. | Enhancement of pentachlorophenol degradation in soil through induced anaerobiosis and bioaugmentation with anaerobic sewage sludge | |
US6403034B1 (en) | Method of reducing the concentration of recalcitrant organic contamination in a soil matrix | |
Strand et al. | Oxidation of chloroform in an aerobic soil exposed to natural gas | |
Zeddel et al. | Degradation of polychlorinated biphenyls by white‐rot fungi pleurotus ostreatus and trametes versicolor in a solid state system | |
Rasmussen et al. | Treatment of creosote-contaminated groundwater in a peat/sand permeable barrier—a column study | |
EP0192237B1 (de) | Verfahren zur Absetzung von in der Umwelt beständigen organischen Verbindungen | |
McFarland et al. | Removal of benzo (a) pyrene in soil composting systems amended with the white rot fungus Phanerochaete chrysosporium | |
JPH0775772A (ja) | 土壌の修復方法 | |
Boyd et al. | Chlorophenols in soils | |
EP0447862B1 (de) | Verfahren zur mikrobiologischen Reinigung von mit halogenierten Ethenen und/oder mit halogenierten Butadienen kontaminierten Gasströmen | |
Cha et al. | Treatment technologies | |
DE19709453C2 (de) | Verwendung von Bakterienstämmen die aus Proben angereichert wurden, die sowohl Ethen als auch Chlorethen ausgesetzt waren zum Abbau von halogeniertem Ethen | |
EP0930929B1 (de) | Mikrobiologisches verfahren zur beseitigung von halogenierten ethenen | |
Balba | Microorganisms and detoxification of industrial waste | |
Seech et al. | ON-SITE/EX SITU BIOREMEDIATION OF INDUSTRIAL SOILS CONTAINING CHLORINATED PHENOLS AND POLYCYCLIC AROMATIC | |
CN109022319B (zh) | 一种微生物复合菌剂及其在焦化废水处理苯并[a]芘的应用 | |
Payne et al. | Petroleum and chlorinated hydrocarbon analysis in support of in vitro studies of natural anaerobic and aerobic microbial degradation of xenobiotics in contaminated groundwater and soil | |
Fox | Status and trends in bioremediation treatment technology | |
DE102008008031A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur kombinierten in situ und on site Reinigung schadstoffhaltiger Wässer | |
Carberry | Enhancement of Bioremediation by Partial Preoxidation | |
DE19903180A1 (de) | Mikrobielles Konsortium bestehend aus sechs Bakterienstämmen und Verfahren zur Dekontamination von mit Mineralölkohlenwasserstoffen belasteten Materialien unter Verwendung dieses Konsortiums |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |