Biologische Radionuklidentfernung durch Nutzung natürlicher Assoziationsprozesse [RENA]; Teilprojekt B

Abstract

Im Fokus des Verbundprojektes RENA stand die Entwicklung einer optimierten ex-situ Remediationsstrategie für mehrfach (hier radiochemisch und organisch) kontaminierte Böden. Die Motivation war, praktikable und belastbare Parametrisierungen für numerische Simulationen zur besseren Vorhersagbarkeit der Remediations-Effizienz und die Entwicklung eines diesbezüglichen Anwendungstools auf Basis der reaktiven Transportmodellierung zu generieren. Bei den im Rahmen des Projekts gewählten kontaminierten Substrate aus Rossendorf und Rheinsberg ergab sich nach detaillierter Charakterisierung, dass es sich um gering verwitterte eiszeitliche fluviatile Sande basischen pH-Werts mit geringer Kationenaustauschkapazität (KAK) und geringen natürlichen Organikanteilen handelt. Nur geringe Gehalte an Tonmineralen und geringe Bioverfügbarkeit der untersuchten Elemente konnte ebenfalls festgestellt werden, somit stehen nur wenig Nährstoffe im Ausgangsmaterial für das Wachstum von Mikroorganismen und Pilzen zur Verfügung. Eingehende Untersuchungen zeigten einen hohen Anteil der Kontamination in der Ton- und Siltfraktion, welche durch eine einfache Siebung/Schlämmung separiert werden und schon signifikant das zu sanierende Substratvolumen verringern könnte. Die direkte Behandlung mit einem Weißfäulepilz (Schizophyllum commune) zeigte bei Zugabe von optimiertem Nährmedium ein Wachstum auf den Substraten bis zur kompletten Verschließung der Porenräume, Veränderung des Porengefüges und Permeabilitätsreduktion des Substrats in Kleinstsäulenexperimenten. Ein Upscaling dieser Versuche sollte als ein nächster Schritt angedacht werden (µCT Ortsauflösung ist hier eine Herausforderung). Die Verwendung von aus Pilzkulturen separierten Hyphenexsudaten zeigte eine hohe Mobilisierung von Metallen und könnte als ein Vorbereitungsschritt der Erhöhung der Metall-Bioverfügbarkeit ohne Veränderung der Porenraumgeometrie gesehen werden.