Master thesis

Nora Goersmeyer (2015)
Bestimmung biologischer Abbauraten von organischen Substanzen in Abhängigkeit von der Porengröße verschiedener Bodenarten. Master thesis, Technische Universität Dresden, September 2015

ABSTRACT

Eines der größten Probleme der heutigen Zeit stellt die wachsende globale Wasserknappheit dar. Als eine vieler Gegenmaßnahmen gilt das Managed Aquifer Recharge (MAR), das sich mit der künstlichen Anreicherung von Grundwasservorräten befasst. Das Projekt INOWAS hat es sich zur Aufgabe gemacht ein innovatives Web-basiertes Decision Support System (DSS) für die Planung und den Aufbau von MAR-Anlagen zu entwickeln. Zur Validierung des zu entwickelnden Decision Support Systems sollen Versuche im Labor- und Feldmaßstab durchgeführt werden. Ein Untersuchungsschwerpunkt ist dabei der biologische Abbau von infiltrierten organischen Stoffen (gereinigtes Abwasser) auf dem Weg durch den Boden ins Grundwasser. Ziel dieser Arbeit war es eine Korrelation zwischen der Verteilung der Porengrößen ver- schiedener Korngrößen eines Bodens, dem Wassergehalt, dem Sauerstoffgehalt und der biologischen Abbaurate der regelmäßig infiltrierten organischen Stoffe zu ermitteln. In mit verschiedenen Kornfraktionen eines Bodens gefüllten Versuchssäulen (Höhe = 9,5 cm,  = 10 cm) wurde dazu künstlich hergestelltes Abwasser infiltriert und biologische Abbaura- ten der enthaltenen organischen Substanzen beim Transport durch den ungesättigten Boden ermittelt. Der Abbau erfolgte durch das natürlich im Boden vorkommende Bakterium Spingobium yanoikuae. Die Versuche haben gezeigt, dass unterschiedliche Kornfraktionen eines Bodens variierende Porengrößenverteilungen haben. Der beste biologische Abbau von infiltriertem DOC wurde mit nahezu 0,9 pro Tag in der Fraktion 630 bis 1.000 μm registriert, bei einer Wassersätti- gung von 55 bis 60 %. Die Abbaurate in der Fraktion 1.000 – 2.000 μm betrug 0,7 d-1 bei einer Wassersättigung von 43 bis 44 %, gefolgt von Fraktion 200 – 630 μm mit 0,5 d-1 bei einer Wassersättigung von 75 bis 77 % und Fraktion 125 μm – 200 μm mit 0,28 d-1 bei einer Wassersättigung von 86 bis 88 %.