Bergmann, A. , Dott, W. , Dünnbier, U. , Gnirß, R. , Haist-Gulde, B. , Hamscher, G. , Jekel, M. , Letzel, M. , Licha, T. , Lyko, S. , Miehe, U. , Reemtsma, T. , Sacher, F. , Scheurer, M. , Schmidt, C. (2013): Leitfaden: Polare organische Spurenstoffe als Indikatoren im anthropogen beeinflussten Wasserkreislauf.

Rheinisch-Westfälisches Institut für Wasser, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, Universitätsklinikum Aachen, Berliner Wasserbetriebe, DVGW-Technologiezentrum Wasser Karlsruhe, Justus-Liebig-Universität Gießen, Technische Universität Berlin, Bayerisches Landesamt für Umwelt, Georg-August Universität Göttingen, EGLV - Emschergenossenschaft und Lippeverband, Kompetenzzentrum Wasser Berlin gGmbH, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ, RheinEnergie AG

Abstract

Im BMBF-Forschungsverbund „Risikomanagement von neuen Schadstoffen und Krankheitserregern im Wasserkreislauf (RiSKWa)“ wurde die Definition von „Indikatorsubstanzen“ als ein interessantes Querschnittsthema identifiziert. Es wurde dazu eine Arbeitsgruppe gebildet, die sich die Aufgabe stellte, einen Leitfaden zur Zweckbestimmung, Auswahl, Bedeutung und Interpretation von polaren organischen spurenstoffen als chemische Indikatoren zu verfassen. Mit Hilfe der Indikatoren sollten insbesondere anthropogene Veränderungen der Wasserqualität erkennbar sein, sowie natürliche Prozesse und technische Aufbereitungsverfahren überwacht und gesteuert werden können. Diese Indikatoren dienen nicht der Bewertung der Wasserqualität. Mögliche Anwender sind die Bearbeiter in den Verbundvorhaben des RiSKWa-Programms und in weiteren Vorhaben in den Bundesländern, die sich mit Spurenstoffen befassen, Fachbehörden, Forschungseinrichtungen, Wasserlabors der Trinkwasserversorgung und Abwasserreinigung und Ingenieurfirmen, die wassertechnologische Themen der Spurenstoffentfernung bearbeiten. Einen Überblick über mögliche Quellen, Eintragspfade und Barrieren im Wasserbereich zeigt die folgende Abbildung aus dem Bericht eines DECHEMA-Arbeitsausschusses „Pfad- und wirkungsspezifische Indikatorsysteme für Wasser- und Bodensysteme“ (Leitung: W. Dott). Dieser Leitfaden wird dabei sehr wesentliche Teile des dargestellten Systems behandeln.

Abstract

The secondary effluent of Berlin's sewage treatment plant Ruhleben was oxidized by dosages of 2.5-22 mg/L ozone and varying operation conditions to remove pharmaceutical compounds and disinfect water in parallel. The majority of analysed neutral and acidic drugs were efficiently removed to the detection limit at ozone consumptions equal to a dosage of < 10 mg/L O3. However, certain compounds like clofibric acid, ketaprofen and traced metabolites required higher dosages of > 10-15 mg/LO3 for complete removal. A series of four iodinated organic contrast media (ICM) persisted the ozone treatment even at high consumption rates. Related to disinfection, the legal requirements (EU bathing water directive) could be fulfilled by a consumption of < 10 mg/L O3. For a combined oxidation by ozone and H2O2 (perozone) higher conversion rates for clofibric acid, naproxen and ketaprofen could be obtained at lower dosage (6 mg/L O3). For two ICM, namely iopamidol and iohexol, this was the case at higher ozone consumption. The removal of adsorbable organic iodine (AOI) > 10% could not be achieved by any treatment. The initial genotoxicity of the secondary effluent was stated by four independent tests. Due to the application of ozone, this genotoxicity was completely removed. The presented results confirm that ozonation can be a suitable advanced wastewater treatment at varying operation conditions to lower effluent concentrations of pharmaceuticals and active micro-organsisms.

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