Winzlinge für die Schadstoffentfernung

Nanomaterialien bieten durch ihre im Verhältnis zum Volumen größere Oberfläche hohe Potenziale für die Reinigung von Grund- und Abwässern. Schadstoffe können im Wasser leicht an Nanopartikel andocken und werden schneller abgebaut. Ziel des Projektes „Fe-NANOSIT“ war es, geeignete Nanomaterialien zu entwickeln, deren technologischen Einsatz weiter zu verbessern und zu erproben sowie sicherzustellen, dass die Nanopartikel selbst in der Umwelt keinen Schaden anrichten. Die Forschung zur Grundwasserreinigung konzentrierte sich auf ein Nanomaterial aus winzigen Eisenteilchen und Aktivkohle, das sogenannte Carbo-Iron®. Durch die besonderen Eigenschaften der Nanokompositstruktur ist das Verbundmaterial stabil an der Luft, lässt sich besser in das Grundwasser einbringen und dort transportieren. Es bindet und beseitigt die schädlichen CKW besonders effektiv. Neben der Grundwassersanierung entwickelten die Wissenschaftler auch für die Reinigung von ver­schmutzten Abwässern innovative Nano-Katalysa­toren. Dabei hatten sie vor allem die magnetischen Eigenschaften von eisenhaltigen Nanomaterialien im Auge; denn mit einem Magneten lassen sie sich leicht wieder aus den Abwässern entfernen.

An einem Altlastenstandort unter einer ehemaligen Wäscherei, wo das Grundwasser mit Chlorkohlenwaserstoffen (CKWs) belastet war, konnte die Praxistauglichkeit des entwickelten Materials gezeigt werden. Das in das verschmutzte Grundwasser eingebrachte Carbo-Iron hatte die CKWs nach rund zwei Monaten sehr gut chemisch abgebaut. Ebenso wurde die Wirksamkeit  neuer Nano-Katalysatoren aus Eisen-Zeolith, einem kristallinen, porösen Stoff, an einem echten Abwasserproblem getestet. Im Ergebnis zeigte sich, dass kleine Schadstoffmoleküle in einer  Testanlage schnell abgebaut werden konnten. In ökotoxikologischen Tests wissen die Forscher nach, dass die Nanomaterialien erst in sehr hoher Dosis eine negative Wirkung auf verschiedene Organismen in der Umwelt haben. Wägt man nun die Konzentrationen des Nanomaterials in der Umwelt sowie die hohe Dosis und giftige Wirkung der zu entfernenden Schadstoffe gegeneinander ab, so überwiegen die Vorteile der neuen Methode deutlich. Die Technologie kann somit künftig wichtige Beiträge leisten, um hochgiftige Verunreinigungen aus Grund- und Abwässern zu entfernen.