Unterschiedliche Isotopensignaturen in der Altlast sind eine Schlüsselmethode zum Nachweis der biologischen Selbstreinigung.

Die Analyse der Isotopenfraktionierung ist eine Schlüsseltechnologie zum Nachweis einer Abbauaktivität. Die meist starken Schwankungen von Schadstoffkonzentrationen in kontaminierten Böden (um 1-2 Größenordnungen) können nur mittels Isotopenbestimmung direkt auf biologischen Schadstoffabbau überprüft werden. Keine der alternativen Monitoringmethoden (externe Mikrokosmen, PLFA-Fingerprinting, gentechnische Bestimmung abbauender Bakterienspezies) erlaubt eine derart unmittelbare und integrative Analyse.

Eine signifikante Isotopenfraktionierung um 1-2‰ im Abwärtsverlauf einer Schadstofffahne ist ein zwingender qualitativer Nachweis des biologischen (evtl. chemischen) Abbaus. Für die weiterführende quantitative Bewertung (Rückrechnungen, Prognosen, Zusammenwirken verschiedener Umweltfaktoren) ist eine genaue Prüfung der lokalen Voraussetzungen (Schadstoffquellen, Kontaminationsprozess, Transportgeschwindigkeit, Redoxverhältnisse, Sättigung) notwendig (vgl. Limitationen). Dazu muss ein intensiver Informationsaustausch geführt werden. Bei gut definierten Verhältnissen kann die Abbaurate des Schadstoffs solide abgeschätzt werden.

Für die quantitative Abschätzung des biologischen Schadstoffabbaus sind die im Labor unter kontrollierten Bedingungen ermittelten, substrat- und enzymspezifischen Fraktionierungskonstanten von großer Bedeutung. Der Wert dieser Konstanten beinhaltet einen artifiziellen sowie messtechnischen Fehler (ca. 0.5‰), der zusammen mit dem Messfehler des Isotopenverhältnisses im Feld (ebenfalls ca. 0,5‰) die Qualität der Abschätzung determiniert. Je nach Größe der Anreicherungskonstanten ist eine solide quantitative Beurteilung des Abbaus möglich, wenn 30%-80% des Schadstoffs bereits abgebaut wurden. Die Anreicherungskonstanten von 13C sind bei höhermolekularen Schadstoffmolekülen (>12 C-Atome) z.Zt. noch nicht bestimmbar (siehe Analytik).

Isotopenfraktionierung ist ein Nachweis für den Abbau von BTEX (monoaromatische Kohlenwasserstoffe), PAK (bestimmte Diaromatische), CKW (Mono- und Di-Aromaten, Ethene, Methane) und MTBE (methyl tert-butyl ether). Durch eine Verbesserung der analytischen Methoden wird in Zukunft auch der Abbau niedrigmolekularer Pestizide detektierbar sein. Die rasant zunehmende Bestimmung von stoff- und enzymspezifischen Anreicherungskonstanten wird die quantitativen Interpretationsmöglichkeiten weiter verbessern.