BMBF-Forschungsvorhaben NANOKAT
Nanoskalige Biokompositmaterialien als Biokatalysatoren für die Behandlung von mit MTBE/ETBE belastetem Wasser
Biocatalysts for the treatment of MTBE/ETBE contaminated water
Partner:
- TU Dresden - Institut für Werkstoffwissenschaft (IfWW)
- TU Dresden - Institut für Genetik (IFG)
- Firma GMBU e.V.
- Arbeitsgruppe "Funktionelle Schichten" Dresden
- Firma AMykor GmbH Wolfen
- Firma Namos GmbH Dresden
Finanzierung: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Laufzeit: Mai 2006 - Oktober 2009
Kontakt: Dr. Axel Fischer
Projektbeschreibung:
Ziel des Projektes ist es, ein neuartiges Filtermaterial zu entwickeln, das einen Abbau von MTBE/ETBE durch Nutzung biologischer Mechanismen ermöglicht. Das Filtermaterial ist ein nanoskaliger keramikähnlicher Bioverbundwerkstoff - ein sogenanntes BIOCER. Das BIOCER-Material besteht aus der keramischen Trägerstruktur und darin eingebetteten Mikroorganismen (Bakterien, Hefen). Das Material soll einen verstärkten natürlichen Abbau (Enhanced Natural Attenuation) von MTBE und ETBE als zu reinigende Wasserkontaminationen ermöglichen.
Unterstützend zum Bioabbau durch die Mikroorganismen sollen die BIOCER-Trägerstrukturen saure Gruppen für die katalytische Umwandlung von MTBE und ETBE erhalten und auch mit Adsorptionseigenschaften für diese Zielschadstoffe ausgestattet sein. Dadurch wären drei Funktionen in einem nanostrukturierten keramischen Katalysator vereinigt: kontrollierte Adsorption und Desorption von MTBE/ETBE in einer porösen Matrix, katalytische abiotische Transformation von MTBE/ETBE, biologische Transformation von MTBE/ETBE.
Wesentliche am IAA bisher durchgeführte Arbeiten konzentrierten sich auf die Isolierung der für den MTBE/ETBE–Abbau effektivsten Mikroorganismen-Stämme und die Untersuchung der Eignung verschiedener Aufwuchsmaterialien. In den durchgeführten Laborversuchen wurde die Abbauleistung einer Mischkultur mit der Abbauleistung von zwei Bakterien-Reinkulturen (UFZ-Stamm L108 und Mycobacterium austroafricanum) für die Substanzen MTBE, ETBE und deren Abbauprodukt TBA, sowohl als Einzelsubstanz auch im Gemisch, verglichen. Drei verschiedene Aufwuchsmaterialen wurden hinsichtlich ihres Einflusses auf die Abbauleistung verglichen: PE-Füllkörper, BIOCER-Füllkörper (Sol-Gel Molith), Aktivkohle. Zusätzliche Experimente dienten zur Aufklärung limitierender Effekte durch niedrige Sauerstoffkonzentration.
Weiterhin erfolgten die Charakterisierung des abiotischen Abbaus mithilfe saurer Katalysatoren sowie die Untersuchung der Kombination des abiotischen und biotischen Abbaus von MTBE.