In-situ-Verfahren zur Boden- und Grundwassersanierung by Thomas Held

Autor:Thomas Held
Die sprache: deu
Format: epub
Herausgeber: John Wiley & Sons
veröffentlicht: 2014-02-07T16:00:00+00:00

Auch der Abbau von Vinylchlorid erfolgt über die Bildung eines Epoxides, das spezifisch gespalten wird, wie beispielsweise bei Mycobacterium. Das Endprodukt des Abbaus, Acetyl-CoA kann als C- und E-Quelle genutzt werden. Daneben scheint sich das Epoxid auch spontan zu Chloracetaldehyd umzuwandeln [50]. Das erste Enzym der VC-Abbaukette, die Alkenmonooxigenase, ist durch Ethen, aber auch durch VC induzierbar [51].

Der aerobe Abbau der LCKW unterliegt einer Vielzahl von Regulierungen. Hierzu zählen u. a. Induktion, Inhibition sowie Produkt- und Substrathemmung. Die Reduktionsäquivalente, die zur Oxidation von Methan benötigt werden, werden von den Mikroorganismen in Form von NADH zur Verfügung gestellt. Da der cometabolische LCKW-Abbau ebenfalls zum Verbrauch von NADH führt, wird ersichtlich, dass der Cometabolismus keinen selektiven Vorteil darstellt; vielmehr gereicht der Verbrauch der Reduktionsäquivalente zum Nachteil der LCKW-Abbauer. Die Methanmonooxigenase benötigt zudem Kupfer für ihr reaktives Zentrum.

CH4 und LCKW konkurrieren um das aktive Zentrum der MMO. Abhängig von der in verschiedenen methanotrophen Bakterien unterschiedlichen Affinität des Enzymes (KS) zu den beiden Substraten und abhängig von der Konzentration der Substrate findet eine wechselseitige Abbauhemmung statt. Diese kompetitive Inhibition kann in ihrer Stärke vermindert werden, wenn die CH4-Konzentration gering gehalten wird bzw. CH4 in Intervallen zugesetzt wird [52]. Letztlich ist aber die Anwesenheit von CH4 nicht nur zur Induktion erforderlich, sondern auch um die im Zuge der LCKW-Oxidation verbrauchte Reduktionskraft (NADH+) zu regenerieren.

Bei den Chlorethanen ist bereits 1,1,1-Trichlorethan aerob cometabolisch unter methanotrophen Bedingungen abbaubar, wenn auch nur sehr langsam (Schema 7.21). Der initiale Schritt erfolgt über eine Hydroxylierung der nicht substituierten Methylgruppe unter Bildung von 2,2,2-Trichlorethanol, welches zum Teil akkumuliert. Die weitere Oxidation führt zu Trichloressigsäure, die vermutlich sukzessive über Dichloressigsäure, Chloressigsäure und Glycolat zu dem Endprodukt, das chlorfreie Glyoxylat abgebaut und in den Primärstoffwechsel eingeschleust wird. Es lässt sich vermuten, dass 1,1-DCA auf die gleiche Weise oxidiert werden kann. Chlorethan, welches unter anaeroben Bedingungen kaum weiter mikrobiell abgebaut wird, kann aerob cometabolisch über 2-Chlorethanol zu Acetaldehyd abgebaut werden.

Schema 7.21 Schema des aeroben Abbaus von TCA.

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