AiF-FV-Nummer 15862 N

Untersuchungen zur Bewertung und Vermeidung von toxischen Oxidationsnebenprodukten bei der oxidativen Abwasserbehandlung


Status & Laufzeit

Abgeschlossen: 01.11.2008 bis 30.04.2011

Forschungsstellen

Zusammenfassung

Die Ziele des Vorhabens waren die chemische und toxikologische Validierung und Bewertung oxidativer Abwasserbehandlungs-Verfahren zur Eliminierung von Mikroverunreinigungen aus Kläranlagenabläufen. Neben der Untersuchung von 16 ausgewählten Spurenstoffen erfolgte zu zehn weiteren Arzneimittelwirkstoffen eine projektbegleitende Literaturauswertung zur Bildung und Toxizität von Transformationsprodukten. Der Schwerpunkt des Forschungsvorhabens lag auf der toxikologischen Untersu-chung von oxidativ behandelten realen Kläranlagenabläufen. So wurden im Rahmen des IGF-Projektes zunächst neue toxikologische Testverfahren für die sichere und robuste Anwendung in Kläranlagen etabliert. Die zellbasierten Tests konnten nach Festphasenextraktion und HPLC-Fraktionierung mit einer maximalen Methanol-Konzentration von 10 % ohne Störungen durchgeführt werden. Bei der UV-Oxidation entstehende Peroxide mussten zur Vermeidung von falsch positiven Ergebnissen mit Katalase zerstört werden. Mikrobielle Kontaminationen werden durch Sterilfiltration der Realproben verhindert. Die Anwendung von MTT Test, Alkaline Comet Assay und ER Calux zur Untersuchung der Cytotoxizität, Genotoxizität und Östrogenität von Kläranlagenabläufen ist somit sicher und robust möglich. Zur Bestimmung von Mutagenität mittels Ames MPFTM 97/100 Aqua waren keine Anpassungen notwendig. In den Technikumsversuchen mit realen Abwässern unterschiedlicher Kläranlagenabläufe konnte die Arbeitshypothese bestätigt werden, dass die untersuchten AOP-Verfahrensvarianten (O³, UV und UV/H²O²) ohne die Bildung von toxikologisch relevanten Transformationsprodukten zur Spurenstoffelimination eingesetzt werden können. In der Literatur beschriebene toxische Effekte beziehen sich in der Regel auf nicht umweltrelevante, hohe Konzentrationen der untersuchten Substanzen. Der Transfer der gewonnenen Erkenntnisse in die Praxis erfolgte über wissenschaftliche Publikationen und Vorträge auf nationalen und internationalen Tagungen. Zusätzlich werden die Ergebnisse der Untersuchungen zusammen mit wirkstoffspezifischen Informationen zur Bildung von Transformationsprodukten in der DAIOS-online Datenbank als auch über die Internetseiten des IUTA der Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Das Ziel, durch das Forschungsvorhaben die Leistungsfähigkeit der oxidativen Ab-wasserbehandlung zu demonstrieren, um die weitere Entwicklung und den Einsatz dieser Technologie zu fördern, wurde vollständig erreicht. Mit dem Nachweis der sicheren Anwendung oxidativer Verfahren in der Abwasser-technik ist die Grundlage für umfangreiche Investitionen in innovative Abwasserreinigungsverfahren gelegt. Erste großtechnische Umsetzungen zur Ozonung finden derzeit an den Kläranlagen Bad Sassendorf, Schwerte und Duisburg-Vierlinden statt.

Förderhinweis

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Dokumente