Das Projekt "Einsatz von granulierter Aktivkohle auf dem Klärwerk 'Obere Lutter' zur Reduktion von Mikroschadstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Abwasserverband Obere-Lutter durchgeführt. Mit der intensiven anthropogenen Nutzung des Wasserdargebots ergeben sich parallel zu den Wasser-kreisläufen ausgeprägte Stoffströme von Mikroverunreinigungen. Diese sog. Spurenstoffe sind aus unter-schiedlichen Gründen (ökotoxische Wirkung, Wasserwerksrelevanz, Trinkwasserrelevanz) Anlass zur Besorg-nis. Daher hat das MKULNV des Landes NRW u. a. dieses gut einjährige Projekt gefördert, um mit der Spurenstoffadsorption an granulierter Aktivkohle im Festbett eine für die Abwassertechnik neue Technolo-gie im groß- und kleintechnischen Maßstab auf dem kommunalen Klärwerk des Abwasserverbandes 'Obere Lutter' zu testen. Diesem fließt ein hoher Anteil stark belasteter Industriewässer sowie ein Krankenhaus-abwasser zu. Es besitzt zudem eine Verfahrensstufe zur Flockungsfiltration, von der einzelne Filterkammern einfach zu Festbettadsorbern umgerüstet werden konnten. Gegenüber anderen Technologien hat dies den Vorteil, dass eliminierte und in der Aktivkohle gespeicherte Spurenstoffe mit dem Ausbau der Aktivkohle aus einem Adsorber ohne die Bildung von Metaboliten aus allen zukünftigen Stoffkreisläufen entfernt werden. Ermöglicht wird dies durch die thermische Nachbehandlung der Aktivkohle (Reaktivierung) inklusive Hochtemperaturbehandlung des dabei anfallenden Gases und dessen Reinigung. Folgende Projektergebnisse wurden erzielt: Mit Filtrationsgeschwindigkeiten zwischen vf = 2 und 10 m/h der Adsorber und einer Betttiefe von 2,5 m wurde eine gute CSB- und TOC-Elimination von anfänglich 80 bis 90 Prozent und im Mittel von etwa 45 Prozent erzielt. Die Adsorberlaufzeit bei vf = 10 m/h betrug 3 Monate; bei vf = 2 m/h werden 14 bis 15 Monate erwartet (Adsorber läuft Ende 2011 noch). Nahezu alle untersuchten Spurenstoffe wurden in den ersten Betriebswochen bis unter die Nachweisgrenze eliminiert; Ausnahmen ware: NTA, EDTA, DTPA, Sulfolan und Gadolinium. Bei vf = 10 m/h wurde je nach Spurenstoff eine mittlere Elimination zwischen 0 Prozent und 95 Prozent erzielt. Gegen Laufzeitende findet aber für viele Spurenstoffe immer noch eine Adsorption statt (Metoprolol, Diclofenac, Naproxen, Benzafibrat, Carbamazepin, Iopamidol, Gadolinium, Benzotriazole, Sulfolan, TMDD) oder die Beladung stagniert auf hohem Niveau (NTA, Ibuprofen, Amidotrizoesäure). Nur bei den größeren Komplexbildnern EDTA und DTPA führt die Stoffkonkurrenz zu Desorptionseffekten, so dass adsorbiertes EDTA wieder vollständig in das Filtrat verdrängt wird. Für die Gruppe der Benzotriazole wurde im Mittel der gesamten Laufzeit mit 95 Prozent Elimination die besten Ergebnisse erzielt. Für TMDD konnte eine maximale Aktivkohlebeladung von über 3 kg TMDD je Tonne Aktivkohle realisiert werden. Mit vf = 2 m/h (Großfilter mit 100 t Aktivkohle) zeigen nur wenige Spurenstoffe nach etwa 8 Monaten Filterlaufzeit eine Tendenz zum Filterdurchbruch. Versuche mit periodischer Betriebsweise (nur an Wochentagen mit industriellen Abwässern) verlängert sich die Standzeit rechnerisch um den Faktor 7/5. In den Versuchen zei
Das Projekt "Das Verhalten von Arzneimittelrückständen im Wasserkreislauf Berlins (Dissertation)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Technischen Umweltschutz durchgeführt. In der Zeit von Juni 2000 bis Juni 2002 wurde ein umfassendes Monitoringprogramm zum Verbleib von Arzneimittelrückständen im Berliner Wasserkreislauf durchgeführt. In diesem Zusammenhang wurden viermal jährlich 15 Messstellen im Berliner Oberflächenwasser sowie die Reinwässer aller Berliner Wasserwerke und die geklärten Abwässer der Berliner Klärwerke beprobt und auf Arzneimittelrückstände und andere organische Stoffe analysiert. Ziel dieser Untersuchungen war es, das Verhalten von ausgewählten Arzneimitteln im aquatischen System Berlins zu studieren. Hierbei war es wichtig, diese Beprobungen wiederholt über einen längeren Zeitraum durchzuführen, um jahreszeitliche Schwankungen erfassen zu können. Ein weiteres Ziel war die Berechnung der Frachten von Arzneimittelrückständen in den verschiedenen Kompartimenten des Berliner Wasserkreislaufs. Durch eine parallele Probenahme sollten die Zusammenhänge der Mengen von Arzneimittelrückständen in den Klärwerksabläufen, deren Einflüsse auf die Oberflächengewässer und, wenn vorhanden, auf die Wasserwerke dargestellt werden. Aus den berechneten Frachten sollte eine Bilanzierung erfolgen, die die Höhe des Eintrags von Arzneimittelrückständen in die aquatische Umwelt durch das urbane System Berlin aufzeigt. Die Auswahl der untersuchten Substanzen erfolgte zum einen nach den jährlichen Verbrauchsmengen. Zum anderen wurden in dem Monitoringprogramm Arzneimittelrückstände erfasst, die bereits in Umweltproben nachgewiesen wurden oder bei denen bekannt war, dass sie über Altlasten in das Berliner Gewässersystem gelangen. Weiterhin wurden einige polare Herbizid- und Insektizidrückstände sowie der Metabolit eines Korrosionsschutzmittels analysiert. Der Hauptteil der untersuchten Arzneimittel gehörte der Gruppe der nicht-steroidalen Analgetika/ Antiphlogistika an. Des weiteren wurden Antiepileptika, Blutlipidsenker, Psychopharmaka sowie Vasodilatatoren (durchblutungsfördernde Mittel) untersucht. Die Analytik erfolgte durch Anwendung von zwei Multimethoden, in denen die Analyten nach Festphasenanreicherung und Derivatisierung mit PFBBr bzw. MTBSTFA mittels GC/MS identifiziert und quantifiziert wurden.
Das Projekt "Untersuchung des Zusammenhangs zwischen der Struktur von organischen Chemikalien und deren Sorption an biogeochemischen Oberflächen durch Kombination makroskopischer, spektroskopischer und kalorimetrischer Methoden mit molekularer Modellierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Ökologie, Fachgebiet Bodenkunde durchgeführt. Physicochemical and steric properties of organic chemicals on the one hand and physicochemical surface properties and structural properties of the sorbent on the other hand determine sorptive interactions at biogeochemical interfaces. In order to gain a mechanistic understanding of these interactions we want to combine macroscopic, micro-calorimetric, and spectroscopic methods with molecular modeling. We hypothesise that sorption and distribution of a polar organic chemical at biogeochemical interfaces is either determined by the molecules hydrophobic R-groups ( R-determined ) or its functional groups ( F-determined ). To test our hypothesis we will study sorption of bisphenol A and fenhexamid (R-determined chemicals), and bentazon and naproxen (F-determined chemicals) in pure systems of minerals (kaolinite, illite, gibbsite, and quartz), in model substances for biofilms (polygalacturonic acid and dextran), in combined systems of mineral phases with organic layers, and in topsoils and subsoils. Interpretation and modelling of sorption isotherms and sorption kinetics derived from batch experiments together with results from diffusion experiments with polysugars of variable crosslinking will provide macroscopic insight into sorptive interactions. Information regarding the thermodynamics of sorption will by derived from micro-calorimetry. Spectroscopic (ATR FTIR, NMR) measurements deliver information on molecular interactions and structure. Since all experimental approaches only allow the observation of overall effects, chemical ab initio modeling of interactions of single molecules of organic chemicals with mineral surfaces and organic coatings will allow us to assess the relative importance of R-groups and functional groups for sorption to biogeochemical interfaces.