pH-Pufferung

Die Bedeutung der pH-Pufferung bei der biologischen reduktiven Dechlorierung von flüchtigen chlorierten Kohlenwasserstoffen (VoCls)

Die pH-Pufferung spielt eine entscheidende Rolle bei der biologischen reduktiven Dechlorierung von VoCls, wie Perchlorethylen (PER) und Trichlorethylen (TRI), in kontaminierten Böden und Grundwasser. Bei diesem Prozess werden chlorierte Verbindungen Schritt für Schritt zu weniger schädlichen Substanzen wie Ethylen reduziert. Dies geschieht durch Mikroorganismen, die Elektronendonatoren verwenden, um die Chloride zu ersetzen.

Eines der Nebenprodukte dieses Prozesses sind Wasserstoffionen (H⁺), die den pH-Wert in der Umgebung senken können. Ein sinkender pH-Wert wirkt sich negativ auf die Effizienz des biologischen Prozesses aus, da viele der beteiligten Mikroorganismen empfindlich auf saure Bedingungen reagieren. Ein zu niedriger pH-Wert kann zu einer verringerten Enzymaktivität und Wachstumsrate der Mikroben führen, wodurch der Reduktionsprozess verlangsamt oder sogar gestoppt wird. Insbesondere die Dehalococcoides mccartyi Stämme, die für die vollständige Umwandlung von PER und TRI in Ethylen verantwortlich sind, sind sehr empfindlich. Bei einem pH-Wert von < 6 sinkt ihre Aktivität auf Null.

Die Pufferung des pH-Werts, z.B. durch Karbonatpuffer oder die Zugabe von alkalischen Substanzen wie Natriumbikarbonat oder Magnesiumhydroxid , verhindert ein zu starkes Absinken des pH-Werts. Dadurch wird eine stabile, neutrale bis leicht alkalische Umgebung aufrechterhalten, in der die beteiligten Mikroorganismen optimal arbeiten können. Dadurch wird die reduktive Dechlorierung effizienter und der Sanierungsprozess kann erfolgreich durchgeführt werden.

Kurz gesagt, die pH-Pufferung ist unerlässlich, um die mikrobielle Aktivität zu unterstützen und den Sanierungsprozess von VoCls effektiv und nachhaltig zu gestalten.

Abbildung 1. Relative Dechlorierungsraten (RpH /Rmax) in Abhängigkeit vom pH-Wert für die Konsortien SL2-PCEa, SL2-PCEb, AQ-1 und PM (angepasst von Lacroix et al. 2014)[32]. Quelle: Enviro.wiki

pH-Puffer

QM Environmental International liefert verschiedene Puffer in unterschiedlichen Stärken auf der Basis von Calciumcarbonat und Natriumbicarbonat sowie Magnesiumhydroxid. Für Grundwasser mit sehr niedrigen pH-Werten ist CoBupHMg ein idealer Puffer mit einer sehr lang anhaltenden Wirkung.

CoBupHMg

Langfristige pH-Kontrolle

CoBupHMg ist ein sicherer, einfach zu handhabender, kolloidaler Langzeitpuffer, der bei Bedarf mit den EOS®-Elektronendonoren gemischt werden kann.

Die kolloidale Suspension eines natürlichen Minerals hat eine durchschnittliche Partikelgröße von 1 µm (Mikron), so dass sie selbst in sehr dichten Böden leicht zu injizieren ist. Die Dissoziation von Hydroxid-Ionen (OH-) aus dem Mineral wird durch den Säuregrad (pH-Wert) des Mediums gesteuert. In Grundwasser mit einem niedrigen pH-Wert werden mehr OH- Ionen freigesetzt, wodurch der pH-Wert ansteigt. Der Anstieg des pH-Wertes verringert die Dissoziation der OH--Ionen und es kommt zur Remineralisierung.

Dies ermöglicht eine langfristige Wirkung, bei der das Mineral seine Hydroxid-Ionen bei niedrigen pH-Werten abgibt und bei höheren pH-Werten absorbiert.

Vorteile

  • Langfristige pH-Anpassung
  • Minimales Risiko einer pH-Wert-Überschreitung
  • Kann mit Elektronendonatoren kombiniert werden
  • Kleine Packungen für einfache Dosierung
  • Leicht mit Wasser vor Ort zu verdünnen

pH-Entwicklung mit CoBupHMg für 1 Jahr

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