Suspensionen mit Eisenoxid-Nanopartikeln (Goethit)

ReGround

"Colloidal Iron Oxide Nanoparticles for the REclamation of Toxic Metal Contaminated GROUNDwater Aquifers, Drinking Water Wells, and River Bank Filtrations"
Suspensionen mit Eisenoxid-Nanopartikeln (Goethit)
Foto: Andreas Fritzsche

Themen und Ziele

Bohrkern aus einem ReGround-Feldstandort (Barreiro/Portugal) Bohrkern aus einem ReGround-Feldstandort (Barreiro/Portugal) Foto: Andreas Fritzsche

Das Hauptziel in ReGround war die erstmalige Anwendung und marktnahe Replikation einer neuartigen, Nanopartikel-basierten Technologie zur Immobilisierung toxischer Metalle in Grundwasserleitern und Trinkwasserbrunnen. Das Grundkonzept unserer Technologie ist die Schaffung einer adsorptiven in situ-Barriere zur Immobilisierung von toxischen (Halb-)Metallen. Diese Barriere besteht aus Eisenoxid-Nanopartikeln, die als kolloidale Suspension in den Untergrund injiziert werden und dort stabile Ablagerungen bilden. Unser Ansatz befasst sich insbesondere mit der Immobilisierung von Arsen, Barium, Cadmium, Chrom, Kupfer, Blei, Quecksilber und Zink, die alle wesentliche Grundwasserverunreinigungen darstellen. Das ReGround-Konsortium möchte diese neuartige, grüne und marktnahe Wasser-Öko-Innovation auf die europäischen Märkte (und darüber hinaus) bringen. Im Mittelpunkt von ReGround standen zwei großskalige Feldanwendungen dieser Technologie im industriellen Maßstab an zwei verschiedenen Arten von kontaminierten Standorten. Durch die Entwicklung unserer Technologie zu einer marktreifen Anwendung wird ReGround die Bemühungen zur Minderung der Risiken durch toxische (Halb-)Metallkontaminationen für Menschen und Ökosysteme weltweit verändern. Die ReGround-Technologie wird aufgrund ihrer geringen Kosten und breiten Anwendbarkeit für den Endnutzer leicht verfügbar gemacht. Die marktnahe Replikation unserer Technologie und die anschließenden Kommerzialisierungsbemühungen sind ein integraler Bestandteil von ReGround. Dies ermöglicht die Immobilisierung von toxischen (Halb-)Metallkontaminationen an Standorten, die bisher aus technischen oder wirtschaftlichen Gründen unbehandelt blieben.

Publikationen

Fritzsche A., Ritschel T., Schneider L. and Totsche K.U. (2019) Identification and quantification of single constituents in groundwater with Fourier-transform infrared spectroscopy and Positive Matrix Factorization. Vib. Spec. 100, 152-158. DOI: https://doi.org/10.1016/j.vibspec.2018.09.008

Mollenkopf M., Fritzsche A., Montalvo D., Diez-Ortiz M., Gonzalez-Andres V., Smolders E., Meckenstock R. and Totsche K.U. (2021) Exposure of humic acid-coated goethite colloids to groundwater does not affect their adsorption of metal(loid)s and their impact on Daphnid mobility. Sci. Tot. Environ. 797. 149153. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.149153

Gonzalez-Andres V., Diez-Ortiz M., Delpivo, C. Janer, G., Fritzsche A. and Vazquez-Campos S. (2017) Acute ecotoxicity of coated colloidal goethite nanoparticles on Daphnia magna: Evaluating the influence of exposure approaches. Sci. Tot. Environ. 609, 172-179. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.07.047

Montalvo D., Vanderschueren R., Fritzsche A., Meckenstock R.U. and Smolders E. (2018) Efficient removal of arsenate from oxic contaminated water by colloidal humic acid-coated goethite: Batch and column experiments. Journal of Cleaner Production 189, 510-518. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.04.055

Mohammadian S., Krok B., Fritzsche A., Bianco C., Tosco T., Cagigal E., Mata B., Gonzalez V., Diez-Ortiz M., Ramos V., Montalvo D., Smolders E., Sethi R. and Meckenstock R.U. (2021) Field-scale demonstration of in situ immobilization of heavy metals by injecting iron oxide nanoparticle adsorption barriers in groundwater. J. Cont. Hydrol. 237, 103741. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jconhyd.2020.103741

Krok B., Mohammadian S., Noll H.M., Surau C., Markwort S., Fritzsche A., Nachev M., Sures B. and Meckenstock R.U. (2022) Remediation of zinc-contaminated groundwater by iron oxide in situ adsorption barriers-From lab to the field. Sci. Tot. Environ. 807, 151066. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.151066