Ermittlung des mikrobiellen Abbaus von Bromoxynil in Bodenmikrokosmen
Perfluorierte Verbindungen (PFC) sind aufgrund ihrer Langzeitstabilität, ihrer toxischen und bioakkumulativen Eigenschaften eine große Bedrohung für die Umwelt. Für den Abbau und die Beseitigung dieser Schadstoffe aus kontaminierten Böden gibt es allgemein keine elaborierten Lösungen.
Daher wird die Entwicklung einer zweistufigen Technologie für die Sanierung von mit PFC kontaminierten Grundwässern vorgeschlagen: Absorption an einem makroporösen Träger, gefolgt von einer lokalisierten Oxidation unter Verwendung von Radikalen. Es wurden drei Partikelsätze mit einer komplexen Charakterisierung hergestellt und getestet, die aus einer physikalisch-chemischen Beschreibung der Partikel und toxikologischen Tests der Abbauprodukte und Zwischenprodukte bestanden.
Die Ergebnisse legen nahe, dass die Absorptionsfähigkeit der entworfenen Partikel unzureichend war, das radikalische System jedoch eine effiziente Lösung für den Abbau halogenierter Partikel sein kann. Ökotoxikologische Tests haben gezeigt, dass das Umweltrisiko durch die Anwendung eines solchen Abbauweges reduziert werden kann, es sind jedoch weitere Untersuchungen hinsichtlich der Auswirkungen auf das Ökosystem erforderlich.
Der zweite Teil des Stipendiums ist mit dem Projekt „Ermittlung des mikrobiellen Abbaus von Bromoxynil in Bodenmikrokosmen unter Verwendung der 13C Isotopenmarkierung“ fortgesetzt.
Seit dem weit verbreiteten Einsatz von Xenobiotika wie Pestiziden auf Böden ist das Wissen über das Schicksal dieser Chemikalien im Bodensystem in der Umweltwissenschaft von zentraler Bedeutung. Die Bewertung des Umweltrisikos einer bestimmten Verbindung auf Böden ist eine komplexe Frage und erfordert die Identifizierung und Quantifizierung einer Vielzahl von Faktoren.
Das Experiment beginnt mit der Inkubation eines Bodentypes mit einem ausgewählten isotopenmarkierten (13C) Herbizid. Hierbei wird der Langzeit-Effekt des Pestizids auf den Boden untersucht. Dafür werden Inkubationszeiten gewählt, an denen die Bodenproben entnommen werden. Diese Proben werden mit verschiedenen Methoden untersucht, die in der Molekularbiologie und Biogeochemie üblich sind. Die molekularen Analysemethoden bestehen aus der DNA-Extraktion mit anschliessender Sequenzierung sowie der Protein-Extraktion, die gemeinsam funktionale und phylogenetische Informationen zu den Pestizidabbauern liefern. Die Massenbilanz-analyse ermöglicht die Untersuchung des Pestizidabbaus unter Berücksichtigung der Anreicherung im Boden. Hierbei wird der Gehalt des mikrobiell abgebauten Pestizids mit dem des im Boden immobilisierten verglichen. Die Kombination der Methoden erlaubt einen Einblick in die komplexen Umwandlungsprozesse.