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3.9.6.2.4 Mikrobielle Oxidation und
Reduktion von organischen Substanzen
Man kann davon ausgehen, dass ein Großteil
der organischen Verbindungen durch Mikroor-
ganismen abgebaut und auf ihre elementaren Be-
standteile zurückgeführt werden kann. Selbst
Cyanide (CN
-
), deren giftige (toxische) Wirkung
sich auf alle Lebensbereiche erstreckt, werden
durch adaptierte Bakterien, vor allem denitrifi-
zierende, abgebaut, sofern nicht zu hohe Konzen-
trationen vorliegen. Auch konzentrierte Salzlö-
sungen, wie z.B. Solen, beeinträchtigen die mi-
krobielle Aktivität kaum, da sich die Mikroflora
dem Biotop anpasst. Unterschiedlich ist jedoch
die Abbauzeit von organischen Substanzen durch
Mikroben, die sich über Jahre erstrecken kann.
Ausnahmen hinsichtlich des mikrobiologi-
schen Abbaus machen nicht-natürliche (abioti-
sche) organische Substanzen (auch Xenobiotika
genannt), zu denen insbesondere halogenierte
Kohlenwasserstoffe, speziell polychlorierte ali-
phatische und aromatische Kohlenwasserstoffe
gehören, die früher vielfältig angewandt wurden,
insbesondere von der Industrie (z.B. Lösungsmit-
tel: Trichlorethen (TRI) und Perchlorethen
(PER) sowie polychlorierte Biphenyle (PCB))
oder Landwirtschaft (z.B. Pestizide: Dichlordi-
phenyltrichlorethan (DDT)). Jedoch gibt es auch
hier Hinweise, dass langfristig ein Abbau nicht
ausgeschlossen ist, nicht zuletzt als Folge gentech-
nischer Maßnahmen (DVWK, 1988). Eine Über-
sicht über die mikrobiologischen Abbauleistun-
gen gibt die Tab. 47.
Die meisten organischen Substanzen oder Gase
(z.B. Methan) werden durch Mikroorganismen
im Untergrund abgebaut. Solchen mikrobiellen
Prozessen ist ein wesentlicher Teil des sogenann-
ten Selbstreinigungsvermögens organisch belas-
teter Grundwässer zu verdanken. Selbst konzen-
trierte Belastungen, wie sie z.B. durch auslaufen-
des Öl oder Benzin entstehen, werden mit der
Zeit durch Mikroorganismen beseitigt. Dieser
Vorgang wird als „Natural Attenuation“ bezeich-
net (u.a. H
OPPE
, 2002).
Der Abbau organischer Substanzen erfolgt
nach einer dem radioaktiven Zerfall ähnlichen
Funktion, die Konzentration nimmt also expo-
nentiell ab. Für jeden Stoff gibt es demnach eine
Halbwertszeit
T
1/2
, d.h. eine Zeit, nach dem die
ursprüngliche Konzentration auf die Hälfte gefal-
len ist.
Z
OETEMANN
et al. (1981) geben nach Beobach-
tungen einer Deponie in den Niederlanden fol-
gende Schätzwerte für
T
1/2
an: 0,3 Jahre für Tolu-
ol, Ethylbenzol und Xylol; 0,6 Jahre für Propyl-
benzol und Naphthalin; 1 Jahr für Benzol; 1 Jahr
für 1,1,1-Trichlorethan und Dichlorbenzol; 10
Jahre für Dichlormethan (Tab. 89). Mit diesen
Werten kann die Konzentration der organischen
Substanz zu einem Zeitpunkt (
c
t
) gegenüber der
Anfangskonzentration (
c
o
) und somit können
auch die Konzentrationsminderung und der Ab-
bau nach folgender Beziehung errechnet werden:
3.9.7 Geohydrochemische
Analyse und ihre Auswertung
0 693
1
2
,
t
T
cce
Gl. 142
t
o
Geohydrochemische Analysen sind die Grundla-
ge für die Bewertung von Grundwasserleitern,
die Erfassung hydrogeologischer Zusammen-
hänge und die Untersuchung von regionalen
räumlichen und zeitlichen Veränderungen der
Grundwasserbeschaffenheit. So wichtig Wasser-
analysen sind, so verschieden fallen die Anforde-
rungen an die chemischen Parameter in den
Analysen der Untersuchungsstellen aus, da sie
von verschiedenen Fachdisziplinen ausgewertet
werden. Der Hydrogeologe benötigt geohydro-
chemisch relevante Daten, der Techniker solche,
die für die Beurteilung der Aufbereitung, Weiter-
leitung und technischen Verwendung des Was-
c
t
= Konzentration zum Zeitpunkt
t
(mg/l),
t
= Zeitpunkt (a),
c
0
= Anfangskonzentration (mg/l),
T
1/2
= Halbwertszeit (a).
Die angegebenen Halbwertszeiten dürfen jedoch
nicht verallgemeinert werden. Je nach Konzentra-
tion des Schadstoffs und der Mikroorganismen,
der Nährstoffversorgung und der Durchlässigkeit
des Bodens sowie vieler anderer Faktoren ergeben
sich unterschiedliche Abbauzeiten. Eine Altersbe-
stimmung von Altlasten ist daher in der Regel
nicht möglich (DGMK, 2002).
