English

The thesis deals with a redevelopment process for aminonitroaromatic pollutants of ground and surface water by a combined microbiological and chemical procedure. The first step involves a reduction of trinitrotoluene (TNT) by the bacterium HB Raoultella terrigena. This bacteria strain completely transforms TNT on a time scale of hours into biological metabolites. The major products of this process are the intracellularly remaining azoxy derivatives of TNT and small amounts of aminonitro aromatic products found in the cell culture supernatant. This compounds were identified and quantified by analytical and radiochemical techniques. While the axozy derivates can be disposed together with the cells, a photocatalytic degradation method was selected to completely decompose the aminonitroaromatic substances in the solution. For this reaction we focused on daylight-activated photocatalysts on the basis of titaniumdioxide. To this end, two commercially available carbonmodified TiO2 formulations were used as well as a sulfurmodified TiO2 formulation which still is under development. Of particular interest in this respect is the activation of the semiconductor by visible light, as the aminonitroaromatic metabolites are considerable easier to degrade than TNT itself. It could be shown, however, that the efficiency of the catalysts is not yet good enough, so that a mineralization of the metabolites can be achieved in a sufficiently short time with a reasonable input of energy.

Deutsch

In der vorliegenden Arbeit wurde ein kombiniertes mikrobiologisch-chemisches Sanierungsverfahren für die Schadstoffklasse der Nitro- und Aminonitroaromaten eingehend auf seine Machbarkeit hin untersucht. Bei dem Verfahren erfolgt zuerst eine mikrobiologische Reduktion von Trinitrotoluol (TNT) durch den Bakterienstamm Raoultella terrigena strain HB. Dieser Bakterienstamm kann TNT in kurzer Zeit vollständig transformieren. Als überwiegende Transformationsprodukte des mikrobiologischen Abbaus wurden die intrazellulär verbleibenden Azoxy-Derivate des TNT sowie im Zellkulturüberstand geringere Anteile an Aminonitroaromaten identifiziert und quantifiziert. Während die Azoxy-Derivate mit den Zellen entfernt werden können, wurde für eine vollständige Beseitigung der Aminonitroaromaten ein photokatalytisches Verfahren gewählt, wobei der Fokus auf tageslichtaktiven Photokatalysatoren gelegt wurde. Hierfür wurden zwei kommerziell erhältliche kohlenstoffmodifizierte TiO2-Präparate sowie ein noch in der Entwicklung befindliches schwefelmodifiziertes TiO2-Präparat verwendet. Die Aktivierung des Halbleiters durch den in den sichtbaren Spektralbereich erweiterten Wellenlängenbereich bringt vor allem für die in Frage kommenden, im Gegensatz zum TNT leichter abbaubaren, Aminonitroaromaten eine Verbesserung. Die Effektivität des Verfahrens ist jedoch noch nicht groß genug, um die Mineralisierung dieser Verbindungen in vertretbarer Zeit mit einem vertretbaren Energieeintrag zu erreichen.