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Projekt zur Wiederverwendung von Pulveraktivkohle
In dem vom IWW Zentrum Wasser geleiteten Forschungsvorhaben wird untersucht, ob der Adsorber nach dem ersten Einsatz weiterverwendet werden kann.
In einigen Regionen Nordrhein-Westfalens werden Grundwasserressourcen knapp, so dass betroffene Wasserversorger vermehrt auf Infiltration setzen müssen. Das dafür verwendete Wasser aus dem Dortmund-Ems-Kanal wird in einem Hybridprozess Flockung/Pulveraktivkohle/Ultrafiltration gereinigt.
Im Projekt „DoppelPAK“ soll nun untersucht werden, ob die bei der Trinkwasseraufbereitung eingesetzte Pulveraktivkohle (PAK) bei der weitergehenden Abwasserreinigung erneut eingesetzt werden kann. Damit soll das noch ungenutzte Aufnahmevermögen für Mikroschadstoffe genutzt werden, wie das IWW Zentrum Wasser mitteilt….mehr:
https://www.zfk.de/wasser-abwasser/projekt-zur-wiederverwendung-von-pulveraktivkohle
Mehr Arzneimittelreste in der Umwelt
Arzneimittel sind inzwischen verbreitet in der Umwelt und immer wieder auch im Trinkwasser nachweisbar. Daten zu Risiken gibt es – nur sind sie oft nicht zugänglich, wie Experten bemängeln.
Arzneimittel sollen im Körper wirken. Doch je nach Präparat werden bis zu 90 Prozent des enthaltenen Wirkstoffes unverändert wieder ausgeschieden und gelangen ins Abwasser. Kläranlagen fangen dem Umweltbundesamt (UBA) zufolge nur einen Teil der Substanzen ab. In Gewässern seien Arzneimittel daher ebenso nachzuweisen wie – in deutlich geringeren Mengen – im Trinkwasser. Mehr:
Von der Kartoffelschale zum Abwasserreiniger
Sebastian Mense Kommunikation, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Universität Kassel
Aktivkohle reinigt Abwässer in Kläranlagen – doch bislang wird sie meist aus klimaschädlicher Braun- oder Steinkohle gewonnen. Ein Graduiertenkolleg der Universität Kassel erforscht nun Methoden, Aktivkohle effizient aus Bioabfall herzustellen, um in Städten Kohlenstoff-Kreisläufe zu schließen und damit dieCO2-Bilanz zu verbessern.
„Was uns antreibt, ist unsere Gewässer vor Schadstoffen zu schützen. Dies wollen wir möglichst klimaneutral gestalten“, betont Prof. Dr.-Ing. Tobias Morck, Leiter des Fachgebiets Siedlungswasserwirtschaft. Er ist Sprecher des Graduiertenkollegs „CirCles“, das Ende letzten Jahres seine Arbeit aufgenommen hat. Pro Tonne Aktivkohle aus fossilen Rohstoffen fallen rund 8,5 Tonnen CO2-Äquivalente an. Die Herstellung biogener Aktivkohlen aus Kartoffelschalen, Essensresten oder anderen Küchenabfällen würde dieses Dilemma auflösen.
Aktivkohle ist ein hochporöses Material aus Kohlenstoff, an dem Schadstoffe im Abwasser gleichsam „hängenbleiben“ (in der Fachsprache heißt dies Adsorption). Es gibt erprobte Verfahren, um sie statt aus fossilen Rohstoffen aus Kokosschalen oder Holz herzustellen – doch in mitteleuropäischen Städten ist das kaum eine Option. Gelänge es hingegen, diese thermische Umwandlung auf Bioabfall anzupassen, könnte dies urbane Kohlenstoff-Kreisläufe schließen.
Im Graduiertenkolleg untersuchen vier Doktorandinnen und Doktoranden daher konkret am Beispiel Kassel, mit welchen Abfällen und mit welchen Verfahrens-Schritten sich die besten Ergebnisse erzielen lassen. Sie arbeiten dabei mit der kommunalen Abfall- und Abwasserwirtschaft zusammen. Zu den Schadstoffen, die dem Abwasser entzogen werden sollen, gehören beispielsweise Rückstände von Arzneimitteln wie Diclofenac oder Korrosionsschutzmittel, die in der Industrie eingesetzt werden.
Das Projekt „CirCles“ wird aus Mitteln der Universität Kassel finanziert und flankiert das jüngst etablierte Kassel Institute for Sustainability. Mittelfristig soll es weitere Ansätze zur Nachhaltigkeitsforschung liefern. Es wird von den Fachgebieten Siedlungswasserwirtschaft, Nachhaltiges Marketing, Ressourcenmanagement und Abfalltechnik sowie Grünlandwissenschaft und Nachwachsende Rohstoffe der Universität Kassel durchgeführt. Als Praxispartner sind die Stadtreiniger Kassel, Abfallentsorgung Kreis Kassel, KASSELWASSER und das Umwelt- und Gartenamt Kassel beteiligt.
https://idw-online.de/de/news811754
Abwasserproben aus über 100 europäischen Städten zeigen neueste Trends beim Drogenkonsum
Die neu veröffentlichte Studie „Wastewater analysis and drugs – a European multi-city study”, die von der europaweiten SCORE-Gruppe in Zusammenarbeit mit der EU-Drogenbehörde (EMCDDA) veröffentlicht wurde, zeigt einen Anstieg der Nachweise von Kokain und Methamphetamin. Das Projekt analysierte das Abwasser in 104 europäische Städten aus 21 Ländern (20 EU + Türkei), um das Drogenkonsumverhalten ihrer Einwohner zu untersuchen. Ketamin wurde 2022 erstmals in die Analyse einbezogen, womit sich die Gesamtzahl der untersuchten Substanzen auf sechs erhöht. Von Kopenhagen bis Valencia und von Nikosia bis Lissabon analysierte die neueste Studie tägliche Abwasserproben in den Einzugsgebieten von Kläranlagen über einen Zeitraum von einer Woche zwischen März und April 2022. Abwasserproben von rund 54 Millionen Menschen wurden auf Spuren von fünf illegalen untersucht Stimulanzien (Kokain, Amphetamin, Methamphetamin, MDMA/Ecstasy und Ketamin) sowie Cannabis. Die SCORE-Gruppe führt seit 2011 jährliche Abwasserüberwachungskampagnen durch, an denen 19 Städte aus 10 Ländern teilnahmen und vier Stimulanzien untersucht wurden. Seit 2011 haben 65 Städte an mindestens fünf der jährlichen Abwasserüberwachungskampagnen teilgenommen, die zeitliche Trendanalysen ermöglichen. Die Studie umfasst eine innovative interaktive Karte, die es dem Benutzer ermöglicht, geografische und zeitliche Muster zu betrachten und die Ergebnisse nach Stadt und Medikament zu vergrößern.
Weiterführende Links
Download der Studie
EMCDDA-Website zu abwasserbasierter Epidemiologie und Drogen
Innovative Technologien entfernen Arzneimittelrückstände aus Abwasser
Jedes Jahr am 22. März erinnert der Weltwassertag an die Bedeutung einer der wichtigsten Lebensressourcen. Unser Planet ist zu fast zwei Dritteln mit Wasser bedeckt, aber nicht einmal drei Prozent sind trinkbares Süßwasser. Täglich gelangen große Mengen an Chemikalien in unsere Gewässer und gefährden die Gesundheit von Menschen, Tieren und Pflanzen. Neben beispielsweise Pflanzenschutzmitteln belasten auch Medikamentenrückstände unser Trinkwasser. Das Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie (INP) hat technische Lösungen entwickelt, um Abwasser von solchen Schadstoffen zu reinigen.
Nach Informationen des Umweltbundesamts1) wurden bereits mehr als 400 verschiedene Arzneimittelwirkstoffe, deren Zwischen- oder Transformationsprodukte in der Umwelt nachgewiesen. Tierarzneimittel landen über Gülle und Mist als Dünger auf unseren Äckern oder werden von Weidetieren ausgeschieden. Von dort gelangen sie in Gewässer und oberflächennahes Grundwasser. Humanarzneimittel erreichen über Abwasser die Kläranlagen, werden dort aber meist nicht entfernt.
Der Verband der forschenden Pharmaunternehmen vfa2) weist zwar auf die geringe Konzentration der im Wasser gefunden Arzneimittelrückstände hin. Zur Beseitigung dieser Rückstände wäre aber laut Verband die Erweiterung der derzeit im Einsatz befindlichen Klärtechnik eine Möglichkeit, damit Arzneistoffe nicht in Gewässer gelangen.
Innovative Verfahren sorgen für sauberes Wasser
Prof. Dr. Juergen Kolb, Experte für Umwelttechnologien am Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie (INP) erläutert den aktuellen Stand der Forschung: „Wir kombinieren klassische physikalische Verfahren zur Abwasserreinigung mit neuen Technologien wie Ultraschall, gepulsten elektrischen Feldern und Plasmatechnologie. Hierdurch können wir chemische Verbindungen wie Medikamentenrückstände aber auch andere vom Menschen verursachte Verunreinigungen aufspalten und in unbedenkliche Stoffe umwandeln.“
Ihr Potenzial haben diese Verfahren in verschiedenen INP-Forschungsprojekten bereits bewiesen. Gegenwärtig werden die Ansätze in praxisrelevante Umgebungen überführt. „Unser Ansatz sind derzeit mobile Anlagen, die beispielsweise in Krankenhäusern eingesetzt werden können, wo die Wasserbelastung mit Arzneimittelrückständen besonders hoch ist. Gerade mit Blick auf die steigende Zahl an Antibiotika-resistenten Mikroorganismen sehen wir hier akuten Handlungsbedarf“, ergänzt Kolb. Auch für kommunale Kläranlagen eignen sich die Technologien als vierte Reinigungsstufe.
Den Weltwassertag haben die Vereinten Nationen ins Leben gerufen. Er findet seit 1993 jedes Jahr am 22. März statt. In diesem Jahr steht er unter dem Motto „Accelerating Change“, also den Wandel beschleunigen. Weltweit finden an diesem Tag Aktionen statt, die auf die lebenswichtige Bedeutung von Wasser hinweisen und Initiativen für sauberes Wasser und den sorgsamen Umgang mit der Ressource unterstützen.
Quellen:
https://www.umweltbundesamt.de/daten/chemikalien/arzneimittelrueckstaende-in-der-umwelt#zahl-der-wirkstoffe-in-human-und-tierarzneimitteln
https://www.vfa.de/de/wirtschaft-politik/arzneistoffe-im-wasser.html
Weitere Informationen
Stefan Gerhardt // Referat Kommunikation
Tel.: +49 3834 554 3903 // stefan.gerhardt@inp-greifswald.de
Felix-Hausdorff-Straße 2 // 17489 Greifswald // www.leibniz-inp.de
Neue Reinigungsstufe für die ARA Muri
Fachbericht von Milena Kessler, Jonas löwenberg (CSD), Marc Böhler (Eawag) und Paul Strebel (Gemeinde Muri AG)
Zusammenfassung
Zukünftig werden auf der ARA Muri dank einer neuen Reinigungsstufe Mikroverunreinigungen aus
dem Abwasser entfernt. Die GAK-Filtration bietet viele Vorteile und wird nicht nur verfahrenstechnisch,
sondern auch ästhetisch optimal in die bestehenden Strukturen der ARA Muri eingebunden.
Zur sicheren Umsetzung wurden in einer Pilotierung wichtige Fragen beantwortet, insbesondere
wie die Filterzellen möglichst ideal mit einer Parallelschaltung für eine maximale Beladung zu
verschalten sind.
Publikationsjahr: 2022
https://micropoll.ch/Mediathek/neue-reinigungsstufe-fuer-die-ara-muri/
Schutz von Oberflächengewässern und Grundwasser vor neuen Schadstoffen
Die Europäische Kommission hat vor kurzem eine Aktualisierung der Listen der Wasserschadstoffe vorgeschlagen, die in Oberflächengewässern und Grundwasser strenger kontrolliert werden müssen – dies auf Grundlage der aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnisse.
25 Stoffe, deren problematische Auswirkungen auf die Natur und die menschliche Gesundheit gut dokumentiert sind, werden neu in die Listen aufgenommen. Dazu gehören
PFAS, eine grosse Gruppe von „ewigen Chemikalien“, die unter anderem in Kochgeschirr, Bekleidung und Möbeln, Löschschaum und Körperpflegemitteln verwendet werden,
zahlreiche Pestizide wie Glyphosat, die Pyrethroide Bifenthrin, Deltamethrin, Esfenvalerat und Permethrin, die Neonicotinoide Acetamiprid, Clothianidin, Imidacloprid (bereits in der GSchV), Thiacloprid (bereits in der GSchV) und Thiamethoxam (bereits in der GSchV), das Herbizid Nicosulfuron (bereits in der GSchV), Triclosan sowie beim Abbau von Pestiziden entstehende Stoffe,
Bisphenol A, ein Weichmacher und Bestandteil von Kunststoffverpackungen,
die Hormone 17-Alpha-Ethinylestradiol (EE2, synthethisch) und Beta-Estradiol (E2, natürlich), die Antibiotika Azithromycin und Clarithromycin (beide schon in der GSChV) und die Schmerzmittel Diclofenac (bereits in der GSchV) und Ibuprofen.
In den neuen Vorschriften werden die die kumulativen oder kombinierten Auswirkungen von Gemischen anerkannt und so der Fokus erweitert, der zurzeit noch auf einzelnen Stoffen liegt. So wird neu eine Summenanforderung für die Gruppe der PFAS vorgeschlagen, die sich auf die relative Toxizität in Bezug auf die Referenzsubstanz PFOA bezieht. Neu wird auch eine Summenanforderung für Pestizide und deren relevanten Metaboliten vorgeschlagen, sie sollen eine Konzentrationssumme von 0.5 µg/L nicht überschreiten.
Ausserdem werden die Umweltqualitätsnormen für 16 Schadstoffe, die bereits unter die Vorschriften fallen, darunter Schwermetalle und Industriechemikalien, aktualisiert (meist verschärft) und vier Schadstoffe, die keine EU-weite Bedrohung mehr darstellen, gestrichen. Verschärft wurden unter anderem die EQS für Chlorpyrifos und Diuron.
Mehr Informationen: https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/de/IP_22_6278
Multiresistente Bakterien vermehrt in Abwässern aus Kliniken nachgewiesen
Umfangreiche Studie zum Vorkommen von Acinetobacter in der Umwelt – Multiresistente Stämme überleben auch ohne Sauerstoff
(idw) – Gegen Antibiotika resistente Bakterien, oftmals landläufig auch als Krankenhauskeime bezeichnet, werden offenbar tatsächlich vor allem durch Kliniken in die Abwassersysteme eingeleitet, wie eine Studie des Instituts für Angewandte Mikrobiologie der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) zum Vorkommen von Acinetobacter-Bakterien nahelegt. Die Forscherinnen und Forscher wiesen Vertreter der Bakteriengattung zwar sowohl in landwirtschaftlichen, ländlichen und städtischen Proben nach – aber nur im Abwasser. Mehr:
Furthof /CH: Die ARA betreibt eine Ozonung mit Sandfiltration seit 2021. Anbei ein Steckbrief der Anlage.
Grosstechnische Umsetzung, in Betrieb seit August 2021
Anlagenbeschrieb
Die ARA Furthof ist seit 1977 in Betrieb und reinigt das Abwasser der Gemeinden Buchs und Dällikon…mehr:
https://micropoll.ch/Mediathek/ara-furthof-buchs-daellikon-steckbrief/
Die ARA Aadorf/CH betreibt seit 2022 eine Spurenstoffelimination
Ausgangslage
Die ARA Aadorf reinigt das Abwasser der Gemeinden Aadorf, Bichelsee-Balterswil, Eschlikon, Hagenbuch und eines Teilgebiets von
Elgg. Wegen des erheblichen Wachstums im Einzugsgebiet musste die Kapazität von vorher 18’000 Einwohnerwerten (EW) auf 27’000 EW vergrössert werden. Zudem ist die ARA Aadorf gemäss revidierter Gewässerschutzgesetzgebung verpflichtet, Massnahmen gegen
Mikroverunreinigungen (MV) zu ergreifen. Grund ist das ungünstige Verdünnungsverhältnis im Vorfluter. Der Abwasseranteil in der
Lützelmurg liegt deutlich über 10%.
Im Rahmen des Erweiterungsprojekts der ARA Aadorf wurden insbesondere folgende Massnahmen umgesetzt:
· Ausbau der mechanischen Reinigung (zweite Rechenstrasse und Optimierung Sandfang und Vorklärbecken)
· Erweiterung der biologischen Stufe mit dem Neubau einer dritten Strasse im A/I-Betrieb
· Neubau eines Werkleitungskanals
· Neubau einer Ozonung und einer Sandfiltration zur Elimination von Mikroverunreinigungen…mehr:
https://micropoll.ch/Mediathek/ara-aadorf-steckbrief/
Die Belastung der Glatt/ Kanton St. Gallen durch Spurenstoffe nimmt ab
Zusammen mit dem Kanton St. Gallen hat die Eawag untersucht, wie sich der Ausbau der Kläranlage bei Flawil mit einer Stufe zur Entfernung von Mikroverunreinigungen auf die Wasserqualität im Fluss Glatt auswirkt. Jetzt zeigen erste Resultate ein sehr positives Bild.
Der Ausbau der ARA Oberglatt in Flawil mit einer zusätzlichen Reinigungsstufe gegen Mikroverunreinigungen wirkt. Das zeigen erste, kürzlich im Rahmen des Eawag-Peak-Kurses «Biologische Effekte von Spurenstoffen unterhalb von Kläranlagen» vorgestellte Resultate. Erhoben wurden die Daten in gemeinsamen Untersuchungen vom Kanton St. Gallen, dem Wasserforschungsinstitut Eawag und dem ehemaligen Eawag Spin-off Aquatox-Solutions. Laut Christian Stamm, dem stellvertretenden Leiter der Eawag-Abteilung Umweltchemie, ist insbesondere bemerkenswert, dass kein Unterschied mehr festgestellt werden kann zwischen hormonaktiven Wirkungen von Stoffen ober- und unterhalb der Rückgabe des gereinigten Abwassers in der Glatt.
Hohe Erwartungen erfüllt
Die Erwartungen an die technologische Aufrüstung der ARA waren gross. Rund 20 Millionen Franken kostet die Erweiterung, und die Bauarbeiten dauerten über zwei Jahre. Der Ausbau umfasste einerseits die Erweiterung der biologischen Reinigungsstufe (Biofiltration) und andererseits den Neubau einer Stufe zur Entfernung von Mikroverunreinigungen (EMV). Nun zeigt die Studie, dass sich der Aufwand gelohnt hat. «Die Resultate stimmen uns sehr optimistisch», wird Reto Gnägi, Geschäftsführer des Abwasserverbands Flawil-Degersheim Gossau in der heute verschickten Medienmitteilung der interkantonalen Glattkommission zitiert, «es zeichnet sich ab, dass mit der neuen EMV-Stufe ein weiteres Kapitel der Erfolgsgeschichte des Gewässerschutzes an der Glatt geschrieben wird.»
Die gemeinsam von den Gemeinden Flawil, Gossau und Degersheim betriebene ARA Oberglatt wurde letztmals in den Jahren 1999 bis 2003 ausgebaut. Jetzt war ein erneuter Ausbau nötig. Die biologische Reinigungsstufe musste erweitert werden, da sie ihre Kapazitätsgrenze erreicht hatte. Aufgrund des hohen Anteils des gereinigten Abwassers im Gewässer und der damit verbundenen hohen Belastung der Glatt musste zudem eine EMV-Stufe erstellt werden. Dies wird seit 2016 auch von der eidgenössischen Gewässerschutzgesetzgebung verlangt. Das gesetzlich vorgeschriebene Ziel ist die Reduktion von 80 Prozent aller Mikroverunreinigungen.
Aktivkohle in Herisau und nun in Flawil
Unter dem Begriff Mikroverunreinigungen oder Spurenstoffe wird eine Vielzahl von Substanzen zusammengefasst, zum Beispiel Medikamente, Pflanzenschutzmittel, Lebensmittelzusätze, Inhaltsstoffe von Kosmetika oder Reinigungsmitteln. Viele dieser Stoffe gelangen über das häusliche und das industrielle Abwasser in die ARAs und werden, wenn sie nicht mit einer EMV-Stufe gereinigt werden, in Flüsse und Bäche eingeleitet. Dort beeinflussen sie die Gewässerökologie und können Wasserlebewesen gefährden. Mikroverunreinigungen wirken sich nicht nur negativ auf die Gewässerqualität aus, sie finden sich auch im Grundwasser wieder, das in der Schweiz die wichtigste Trinkwasserressource darstellt.
Bei der EMV-Stufe, die in der ARA Oberglatt im Herbst 2021 in Betrieb ging, kommt Pulveraktivkohle zum Einsatz. Dabei binden sich die Mikroverunreinigungen an Kohlenpartikel, die anschliessend aus dem Abwasser abgetrennt werden. Bereits die ARA Herisau hatte dieses Verfahren für ihre EMV-Stufe gewählt, die seit Juni 2015 erfolgreich im Einsatz ist. Schon kurz nach der Inbetriebnahme gelangten dank dieser Verbesserung deutlich weniger Mikroverunreinigungen mit dem gereinigten Abwasser in die Glatt – und wie das Umweltmonitoring ergab, gingen dadurch unter anderem auch die Stressfaktoren für die Fische zurück. Bloss wurden die im Oberlauf der Glatt erzielte Verbesserung durch das Abwasser der damals noch nicht ausgebauten ARA Oberglatt praktisch wieder zunichtegemacht.
Risiko durch Medikamentenrückstände zurückgegangen
Dem ist heute nicht mehr so. Verschiedene Untersuchungen vor und nach der Inbetriebnahme der EMV-Stufe in Flawil durch das Amt für Wasser und Energie (AWE) des Kantons St. Gallen und durch die Eawag, das Wasserforschungsinstitut des ETH-Bereichs, zeigen bei der Qualität des Wassers, das nach der Reinigung in die Glatt geleitet wird, eine positive Entwicklung, dies sowohl bei den chemischen wie bei biologischen Auswirkungen. Das Risiko für Gewässerorganismen durch den Wirkstoff Diclofenac, der zum Beispiel im Schmerzmittel Voltaren enthalten ist, hat sich im Vergleich mit 2020 halbiert. Untersuchungen an Bachforellen zeigen eine Reduktion von Stressfaktoren nach Inbetriebnahme der EMV-Stufe.
«Es ist noch zu früh, um die positiven Folgen der neuen Reinigungsstufe im Detail zu kennen», sagt Vera Leib, Leiterin der Abteilung Gewässerqualität des Amts für Wasser und Energie St.Gallen, «aber schon ein Jahr nach der Inbetriebnahme lässt sich sagen, dass die EMV-Stufe dazu geführt hat, dass die Belastung mit Mikroverunreinigungen nun unterhalb der ARA Oberglatt erheblich abgenommen hat.»
Dieser Text basiert auf der Medieninformation vom 24.11.2022 der Glattkommission (als Zusammenschluss der Gewässerschutzfachstellen der Kantone SG und AR, Glattgemeinden, Vertreter:Innen von Industrie, Landwirtschaft, BAFU und weiteren Experten)
IKSR veröffentlicht Monitoring- und Bewertungssystem für Mikroverunreinigungen
Die Internationale Kommission zum Schutz des Rheins (IKSR) hat ein Monitoring- und Bewertungssystem für Mikroverunreinigungen veröffentlicht (IKSR-Fachbericht Nr. 287). Für die drei Emissionsbereiche „Kläranlagen”, „Industrie und Gewerbe” sowie „Landwirtschaft” werden 58 Stoffe überwacht. Beispiele sind das Schmerzmittel Diclofenac, das unter anderem in der Holzindustrie eingesetzte Melamin oder das Herbizid Nicosulfuron. Zu den überwachten Stoffen gehören auch die aus verschiedenen Quellen stammenden Per- und polyfluorierte Alkylverbindungen (PFAS). Die Stofflisten werden alle drei Jahre überprüft, so dass neue Indikatorstoffe aufgenommen oder nicht mehr relevante Stoffe gestrichen werden können. Die Überwachung für die Emissionsbereiche Kläranlagen und Industrie erfolgt durch monatliche Messungen an den zwölf Messstellen von Weil am Rhein bei Basel bis Maassluis bei Rotterdam, davon vier an den großen Nebenflüssen Aare, Neckar, Main und Mosel. Für Mikroverunreinigungen aus der Landwirtschaft wurden 36 Messstellen an kleineren Gewässern in landwirtschaftlich geprägten Gebieten im Einzugsgebiet des Rheins festgelegt. Ergänzt werden die Messungen im Rheinwasser durch ein Schwebstoffmessprogramm der Bundesanstalt für Gewässerkunde, die an drei Messstellen monatlich die Schwebstoffe auf 50 Substanzen hin untersuchen wird. Schwebstoffe sind ein guter Indikator für den Langzeittrend bei Verschmutzungen. Eine Gesamtauswertung mit Berichterstattung in Form eines IKSR-Fachberichts wird alle drei Jahre vorgenommen, erstmals 2024.
Weiterführende Links
IKSR-Fachbericht Nr. 287
https://www.gfa-news.de/webcode.html?wc=20221212_001
Hochschule Koblenz untersuchte Abwasser in Koblenz und Umgebung auf Rückstände von Kokain-Konsum
Christiane Gandner M.A. Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Hochschule Koblenz – University of Applied Sciences
Das Institut für sozialwissenschaftliche Forschung und Weiterbildung (IFW) des Fachbereichs Sozialwissenschaften der Hochschule Koblenz hat gemeinsam mit den Klärwerken Koblenz und Neuwied I sowie in Zusammenarbeit mit der Bundesanstalt für Gewässerkunde ein kriminologisches Forschungsprojekt „Drogen in Koblenz und Umgebung – Abwasseranalyse auf Rückstände von Kokain-Konsum“ durchgeführt. Die Ergebnisse lassen Rückschlüsse auf die Menge und Qualität des konsumierten Kokains sowie auf die weiteren Umstände des Konsums zu.
Das Forschungsteam entnahm die Proben während einer Trocken-Wetter-Periode vom 8. bis 14. März 2022. Die Bundesanstalt für Gewässerkunde untersuchte die Abwässer auf Kokain, Bezoylecgonin (BE), einem Humanmetabolit des Kokains, Cocaethylen und Levamisol. Die Analyse erfolgte anhand der Standards des European Monitoring Centre for Drugs and Drug Addiction (EMCDDA, Europäische Beobachtungsstelle für Drogen und Drogensucht), welche seit einigen Jahren in vielen Städten Europas Abwasseruntersuchungen auf Drogenrückstände durchführen lässt.
Auf der Grundlage der Messergebnisse führte das Forschungsteam eine kriminologische Auswertung durch. Nach dem Kokaingenuss scheidet der menschliche Körper im Urin das Abbauprodukt Benzoylecgonin aus. Im Untersuchungszeitraum wurde für den Raum Koblenz/Neuwied eine durchschnittliche Benzoylecgonin-Tagesfracht von etwa 276 Gramm/Tag/1000 Einwohner detektiert. Daraus errechnet sich unter Berücksichtigung von Unsicherheitsfaktoren wie etwa dem Aufkommen von Tagestourismus für den Beprobungszeitraum ein Kokainkonsum zwischen 0,4 und 1,6 Gramm pro Tag auf 1000 Einwohner.
Cocaethylen wird bei gleichzeitigem Konsum von Kokain und Alkohol ausgeschieden. Hierbei zeigte sich, dass die Verhältnisse von Cocaethylen zu Benzoylecgonin am Wochenende höher sind als an Werktagen. Dies lässt sich durch einen verstärkten gemeinsamen Konsum von Kokain und Alkohol am Wochenende erklären.
Bei der Analyse trat auch die zuweilen schlechte Qualität des in Koblenz und Umgebung konsumierten Kokains zu Tage, wie Projektleiter Prof. Dr.jur. Winfried Hetger erklärt: „Das Auffinden von Levamisol als Streckmittel von Kokain in einer Konzentration von durchschnittlich 14 % ist besorgniserregend“. Bei Levamisol handelt es sich um ein Entwurmungsmittel aus der Veterinärmedizin, welches in Deutschland nicht zugelassen ist. Der Konsum von mit Levamisol gestrecktem Kokain bedeutet ein erhebliches Gesundheitsrisiko für die Konsumierenden.
Der Forschungsbericht empfiehlt die Einrichtung eines Drug-Checking-Programms in Deutschland, wie dies beispielsweise schon in der Schweiz, Österreich, den Niederlanden, Frankreich, Belgien, Großbritannien und Luxemburg seit Jahren etabliert ist. Hierbei können Kokainkäufer und -käuferinnen ihre Drogen auf gefährliche Überdosierungen und andere medizinisch bedenkliche Stoffe untersuchen lassen. Des Weiteren befürwortet der Bericht, in der Zukunft erneute Abwasseruntersuchungen zur weiteren Beobachtung des Drogenkonsums durchzuführen. „Auch wäre eine Drogenpräventions- und Aufklärungskampagne über Risiken des Drogenkonsums angezeigt. Hierbei sollten auch die genannten Gesundheitsgefahren deutlich herausgestellt werden“, betont Hetger.
Der Forschungsbericht ist auf der Homepage des Instituts für sozialwissenschaftliche Forschung und Weiterbildung des Fachbereichs Sozialwissenschaften der Hochschule Koblenz www.hs-koblenz.de/ifw unter dem Menüpunkt „Forschung“ abrufbar.
Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr.jur. Winfried Hetger
hetger@hs-koblenz.de
Antibiotikaresistenzen im Abwasser überwachen
Forschende der Eawag empfehlen im Rahmen des Nationalen Forschungsprogramms NFP 72 Antimikrobielle Resistenz ein Überwachungssystem für Antibiotikaresistenzen aufzubauen, ähnlich dem Abwassermonitoring für Sars-CoV-2.
Antibiotikaresistenzen gefährden die Gesundheit von Mensch und Tier weltweit. Um griffige Massnahmen gegen antibiotikaresistente Erreger einleiten zu können, ist es wichtig, die aktuelle Situation und die Verbreitungswege in der Umwelt zu kennen. Ein «Hotspot» für Resistenzen sind Kläranlagen. Mit dem Abwasser von Mensch und Tier gelangen antibiotikaresistente Bakterien in die Klärbecken. Wie sie von dort in die Umwelt vordringen, untersuchten Forschende rund um Helmut Bürgmann, Leiter der Eawag-Abteilung Oberflächengewässer, im Rahmen des Nationalen Forschungsprogramms NFP 72 Antimikrobielle Resistenz.
Kläranlage klären viel, aber nicht alles
«Kläranlagen entfernen einen Grossteil der Antibiotikaresistenzgene und der antibiotikaresistenten Bakterien aus dem Abwasser», erklärt Helmut Bürgmann. «Trotzdem können wir immer noch erhöhte Werte im gereinigtem Abwasser, das in die Flüsse eingeleitet wird, nachweisen», Stromabwärts nehmen die Konzentrationen zwar durch Verdünnung und andere Prozesse meist schnell ab. «An einzelnen Flussabschnitten weit unterhalb einer Kläranlage fanden wir aber auch wieder deutlich erhöhte Konzentrationen, was auf ein Wachstum von resistenten Bakterien im Fluss hindeutet», ergänzt Helmut Bürgmann.
Eine weitere wichtige Ursache für erhöhte Vorkommen von resistenten Bakterien in Flüssen vermuten die Forschenden in starken Regenfällen, denn die grossen Wassermassen können Kanalisation und Kläranlagen überfordern. Die Auffangbecken laufen dann über. Kurzzeitig können so grosse Mengen an antibiotikaresistenten Bakterien und Antibiotikaresistenzgenen direkt in die Flüsse gespült werden. Die Forschenden der Eawag schlagen daher vor, die Rückhaltekapazität von Kläranlagen oder des gesamten Einzugsgebietes zu erhöhen.
Abwasser als Überwachungssystem?
Die Arbeiten der Forschenden zeigten aber auch, dass das Abwasser viele Informationen über die Resistenzen liefern kann, die im Einzugsgebiet der Abwasserreinigungsanlagen kursieren. Gemeinsam mit dem Nationalen Forschungsprogramm NFP 72 empfehlen die Forschenden deswegen, ein Überwachungssystem für Antibiotikaresistenzen in Schweizer Kläranlagen aufzubauen, ähnlich dem Abwassermonitoring für Sars-CoV-2. Weitere Resultate und Empfehlungen des NFP 72 sowie ein Fazit sind im heute publizierten Programmresümee «Die Wirksamkeit von Antibiotika verbessern, Resistenzen eindämmen» zu finden.
Mikroverunreinigungen entfernen mit granulierter Aktivkohle
Derzeit werden die ersten Schweizer Kläranlagen mit einer zusätzlichen Reinigungsstufe zur Entfernung von Mikroverunreinigungen mit granulierter Aktivkohle (GAK) aufgerüstet, so auch die ARA Muri. Die Eawag hat die Konzeption der Anlage fachlich unterstützt und untersucht ausserdem noch offene Fragen.
Seit Inkrafttreten der revidierten Gewässerschutzverordnung Anfang 2016 muss ein Teil der Schweizer Kläranlagen mit einer zusätzlichen Reinigungsstufe zur Entfernung von Mikroverunreinigungen aus dem Abwasser aufgerüstet werden. Ein mögliches Verfahren dafür ist die Filtration mit granulierter Aktivkohle (GAK), für welches das Wasserforschungsinstitut Eawag zusammen mit dem Verband Schweizer Abwasser- und Gewässerschutzfachleute VSA eine Planungshilfe erstellt hat.
Die Eawag hat ausserdem zusammen mit Partnern die Aufrüstung der ersten Abwasserreinigungsanlagen (ARAs) mit diesem Verfahren fachlich begleitet, so auch bei der ARA Muri. Wie Forschende, Ingenieurinnen und Ingenieure in einem soeben in der Zeitschrift Aqua & Gas erschienenen Artikel erläutern, konnten sie während einer einjährigen Pilotphase zeigen, dass das GAK-Verfahren sowie die zwei getesteten Aktivkohlen für das Abwasser in Muri gut geeignet sind und die vorgegebene Reinigungsleistung erfüllen.
Sie untersuchten ausserdem, wie die vier in der ARA Muri geplanten GAK-Filterzellen gesteuert werden müssen, um sie möglichst lang und damit kostensparend nutzen zu können. Dafür spielten sie mit Hilfe eines Simulationsprogrammes den Betrieb für die nächsten 20 Jahre durch. Als am effektivsten erwies sich dabei eine Parallelschaltung der Filter.
Regen verschlechtert die Reinigung
Während der Simulation zeigte sich aber auch, dass bei Regenereignissen – im Versuch simuliert durch die Verdünnung des Abwassers mit Trinkwasser – die Reinigungsleistung der Filter geringer ist als bei trockenem Wetter. Die Forschenden vermuten, dass bei einem durch Regen stark verdünnten Abwasser möglicherweise eine Desorption einzelner Substanzen aus der bereits mit Schadstoffen hoch beladenen Aktivkohle stattfinden könnte. Ob diese Vermutung stimmt, wird derzeit in der Versuchshalle der Eawag untersucht.
In rund einem Jahr soll die zusätzliche Reinigungsstufe in Muri in Betrieb genommen werden. Zusammen mit weiteren Kläranlagen mit GAK-Filtration wird sie dann praktische Erfahrungen zu diesem Verfahren liefern. Damit kann die Planungshilfe von Eawag und VSA weiter konkretisiert und optimiert werden.
Aqua & Gas-Artikel
Kessler, M.; Löwenberg, J.; Böhler, M.; Strebel, P. (2022) Neue Reinigungsstufe für die ARA Muri, Aqua & Gas, 102(12), 74-79, Institutional Repository
Medikamentenspuren wirksam aus Abwasser entfernen
Wir entwickeln für pharmazeutische Unternehmen nachhaltige und effiziente Lösungen zur Abwasserbehandlung.
Die Verfahren zur Entfernung von Medikamentenrückständen aus Abwasser lassen sich flexibel anpassen, wenn sich Abwasserbestandteile ändern und haben einen möglichst geringen CO2-Footprint.
Neue Medikamente, neue Anwendungen: Abwässer aus der Pharmaindustrie zu behandeln, wird immer anspruchsvoller. Wir bieten neben der sorgfältigen Analytik eine Reihe von Verfahren an, um bedenkliche Inhaltsstoffe, wie beispielsweise Antibiotika oder Hormone, zuverlässig aus dem Abwasser zu entfernen.
Die Medikamentenwirkstoffe, API (active pharmaceutical ingredients), sind in der Regel schwer biologisch abbaubar. Ohne Vorbehandlung dürfen die Abwässer deswegen nicht in Kläranlagen eingeleitet werden.
Um Abwasser aus der pharmazeutischen Produktion vorzubehandeln, kommen unterschiedliche Verfahren, auch in Kombination, in Betracht. Eine Verbrennung dieser Abwässer verursacht einen hohen Energieaufwand und CO2-Ausstoß. Hinzu kommen LKW-Transporte, die den CO2-Footprint zusätzlich vergrößern. Auch physikalische Verfahren sind teuer. Rückstände im Abwasser werden mittels Membrantechnik herausgefiltert oder von Aktivkohle absorbiert. Anschließend müssen die Reststoffe entsorgt werden. Je nach Art des Abwassers können sich diese Verfahren dennoch eignen, wenn man sie mit anderen Technologien kombiniert.
Gängiger sind heute AOP-Verfahren. Also erweiterte Oxidationsprozesse (Advanced Oxidation Processes), bei denen API oder andere schwer abbaubare Stoffe in kleinere organische Bruchstücke zerlegt werden, so dass das Abwasser anschließend biologisch weiterbehandelt werden kann. Die Auswahl des passenden AOP-Verfahrens hängt von der Art des Abwassers und seinen Bestandteilen ab. In eigenen Laboren und Pilotanlagen testen wir die unterschiedlichen Verfahren für verschiedene Pharmaka und entwickelt für jede Anwendung das individuelle Behandlungsverfahren.
Ein Beispiel dafür ist das Tensid Octoxinol 9 – denn es ist als Lösung in vielen Corona-Schnelltests enthalten und damit ein Beispiel für einen Stoff, der innerhalb kurzer Zeit eine komplett neue Herausforderung an die Abwasserbehandlung stellt. Octixonol 9 darf aufgrund seiner Toxizität auch in geringen Mengen nicht ins Abwasser gelangen. Produzenten sind gefordert, hier ganz neue Lösungen zu entwickeln. EnviroChemie hat für einen Hersteller ein maßgeschneidertes Behandlungsverfahren entwickelt. Dafür wurden in den eigenen Laboren die optimalen Parameter für die Behandlung ermittelt und anschließend getestet. Begleitende Analysen externer Speziallabore haben die Abbauergebnisse bestätigt.
https://www.envirochemie.com/de/news-events/news/medikamentenspuren-wirksam-aus-abwasser-entfernen/