Nanopartikel schädigen Kleintiere stärker als bisherige Tests zeigen. Das hat eine neue Studie der Universität Koblenz-Landau nachgewiesen. So reagieren bei Wasserflöhen (Daphnia magna) Nachkommen von Elterntieren, die Nanoteilchen aus Titandioxid ausgesetzt waren, deutlich empfindlicher als Nachkommen von Elterntieren aus einer Kontrollgruppe. Dies ist der Fall, obgleich die Nachkommen selbst nicht den Nanopartikeln ausgesetzt waren. Bei den Elterntieren wurden mit den üblichen Testverfahren keine Auswirkungen durch die Nanopartikel festgestellt. Bisherige Standardtests erfassen die Wirkung in der nächsten Generation nicht.

Je nach Dosierung der Nanopartikel sind die Nachkommen zwei- bis fünfmal empfindlicher gegenüber diesen Teilchen als unbehandelte Wasserflöhe. Schon in Konzentrationen, die um den Faktor 50 unterhalb der üblichen Wirkschwelle bei Elterntieren liegen, wirkt sich das bislang eher als unbedenklich geltende Titandioxid deutlich auf die nachfolgende Generation aus. Die niedrigste Dosierung, der die Elterntiere ausgesetzt waren, lag nur 20-fach über der im Rahmen anderer wissenschaftlicher Studien für Freiland-Gewässer vorhergesagten Konzentration. Durch den Vergleich mit den in dieser neuen Studie ermittelten Effektschwellen ließe sich in der regulatorischen Risikobewertung somit ein Risiko ableiten.

Die Empfindlichkeit der Tiere wurde anhand ihrer Schwimmfähigkeit abhängig von verschiedenen Konzentrationen von Titandioxid festgestellt. Durch eine beeinträchtigte Schwimmfähigkeit der Nachkommen ist möglicherweise deren Überlebensfähigkeit eingeschränkt und die Organismen könnten auch sensibler auf andere Stressfaktoren wie Pestizide oder Metalle reagieren. Bei der Elterngeneration sind dagegen auch nach längerer Einwirkung keine Folgen erkennbar. Ob ähnliche und weitere Effekte bei anderen Nanomaterialien oder Organismen auftreten, ist derzeit unbekannt.

Standard-Tests nicht geeignet

„Die Studie untermauert, dass Nanomaterialien aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften überraschende Wirkungen hervorrufen können“, erklärt Prof. Dr. Ralf Schulz vom Institut für Umweltwissenschaften Landau an der Universität Koblenz-Landau. „Daher reichen klassische Untersuchungen und Risikobewertungen nicht aus. Die Zulassungsbehörden müssen sich zügig für eine Weiterentwicklung und Einführung angepasster Tests einsetzen, um auch langfristige Risiken zuverlässiger bewerten zu können. Schließlich gelangen Nanopartikel dauerhaft in die Umwelt.“

Die Giftigkeit von Stoffen für die aquatische Umwelt wird meist anhand von Standard-Tests unter anderem an Wasserflöhen geprüft. Diese besitzen eine wichtige Bedeutung in der Nahrungskette von Seen und Teichen, sind einfach zu züchten und reagieren empfindlich auf Schadstoffe. Deren Auswirkungen lassen sich einfach und schnell über die Bewegungsfähigkeit der Wasserflöhe feststellen. Dazu gibt es von der OECD (Organisation for Economic Co-operation and Development) genormte Handlungsanweisungen, um vergleichbare Werte zu ermitteln. Sie beschränken sich jedoch auf eine Generation und berücksichtigen nicht deren Nachkommen. „Einen Rückschluss zu Auswirkungen der entsprechenden Stoffe auf den Menschen lassen diese Tests jedoch nicht zu,“ ergänzt Dr. Mirco Bundschuh, ein weiterer Autor der Studie.

Zahlreiche Branchen wie Elektronik, Chemie, Medizin oder Kosmetik setzen Nanopartikel bereits in großem Maßstab ein. Zum Beispiel enthalten Sonnencremes, Deodorants, Zahnpasten oder Salatdressings zur Aufhellung Nanoteilchen aus Titandioxid. Mit Sonnenlicht kann die Substanz auch Abwasser und Luft reinigen sowie Strom oder Wasserstoff erzeugen. Die Eigenschaften hängen von Größe und Struktur der 1 bis 100 Nanometer kleinen Teilchen ab, die damit rund tausendmal dünner sind als ein Menschenhaar. Aufgrund der Wachstumsprognosen für Herstellung und Einsatz von Nanoteilchen ist damit zu rechnen, dass sie zunehmend in die Umwelt gelangen. Obwohl über ihre Wirkung auf Mensch und Umwelt wenig bekannt ist, müssen Produkte mit Nanopartikeln nicht gekennzeichnet werden.

Die Studie:
„Titanium dioxide nanoparticles increase sensitivity in the next generation of the water flea Daphnia magna“, Mirco Bundschuh, Frank Seitz, Ricki R. Rosenfeldt, and Ralf Schulz. Die Studie wurde am 7. November 2012 in PLOS ONE (Online-Publikation der Public Library of Science) unter
http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0048956
veröffentlicht.

Kontakt:

Universität Koblenz-Landau
Prof. Dr. Ralf Schulz
Fortstraße 7
76829 Landau
Tel.: (06341) 280-31327
E-Mail: r.schulz@uni-landau.de

Eine zukunftsweisende Innovation ermöglicht die Verarbeitung von kommunalem Klärschlamm zu Rohstoffen

Rohstoffe für die Papier- und Kunststoffindustrie
Applied Cleantech hat eine Technologie entwickelte, mit der Feststoffe aus kommunalen Abwassersystemen zu Rohstoffen für die weltweite Papier- und Kunststoffindustrien verarbeitet werden können.
Der revolutionäre gedankliche Ansatz in Kombination mit wissenschaftlicher Forschungsarbeit führte im Lauf der vergangenen Jahre zur Entwicklung dieser Technologie, die es ermöglicht, Rohstoffe auf Klärschlamm-Basis zu produzieren, welche dann wieder an die Industrie zurückverkauft werden können. Zum Einsatz kommt die Technologie in einer kompakten, automatisierten und effizienten Anlage. Dort werden Feststoffe aus ungeklärtem Abwasser recycelt und in einem fortlaufenden Prozess (dem SRS – Sewage Recycling System) in qualitativ hochwertige Verbrauchsgüter verwandelt. Am Ende des Vorgangs sind aus den Fest- und Faserstoffen im Abwasser qualitativ hochwertige, saubere und umweltfreundliche…mehr unter:

http://www.chemie.de/news/140071/neue-technologie-kunststoff-aus-abwasser.html

Viele Menschen in der Eifel leben so weit weg von ihren Nachbarn, dass sie nicht an den Kanal angeschlossen werden, sondern eine eigene kleine Kläranlage bauen müssen. Aber welche ist die richtige? Eine Frau aus Speicher hat vor zwei Jahren eine Anlage gebaut – und schreibt ihre Erfahrungen in einem Buch auf.

Dreckiges Wasser aus der Küche oder dem Badezimmer fließt in den Abfluss, und dann? Bei den meisten Haushalten gelangt das Abwasser in die Kanalisation und zu einer Kläranlage. Doch gerade im ländlichen Raum sind nicht alle Häuser an solch einen Kanal angeschlossen. In der Eifel stehen nach Information des rheinland-pfälzischen Umweltministeriums landesweit betrachtet noch die meisten Häuser ohne modernes Abwassersystem.

http://www.volksfreund.de/nachrichten/region/bitburg/aktuell/Heute-in-der-Bitburger-Zeitung-Damit-aus-Abwasser-eine-saubere-Sache-wird;art752,3166128

Leipzig. Pilze durchziehen das Erdreich mit riesigen Geflechten aus feinen Fäden. Diese Netzwerke aber haben überraschende Funktionen. Schon vor ein paar Jahren haben Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) herausgefunden, dass Bakterien auf den Pilzfäden wie auf Autobahnen durch das Labyrinth der Bodenporen reisen. Nun sind die UFZ-Mitarbeiter gemeinsam mit britischen Kollegen von der Lancaster University einem weiteren Phänomen auf die Spur gekommen. Demnach transportieren die Pilzgeflechte auch Schadstoffe, die im Boden sonst kaum beweglich sind. Damit können diese lebenden Pipelines vielleicht einen Beitrag zur Sanierung belasteter Böden leisten, schreiben die Forscher im Fachjournal Environmental Science & Technology.

Quelle: UFZ

Fachhochschule Bingen – Prof. Dr. agr. Thomas Appel

Klärschlamm aus kommunalen Kläranlagen enthält in der Regel Stickstoff und Phosphor in ähnlicher Nährstoffdichte wie Wirtschaftsdünger von Schweinen und Geflügel (Kratz und Schnug (2006)). Außerdem besteht Klärschlamm zu ca. 80 % in der Trockensubstanz aus organischem Material. Klärschlamm eignet sich deshalb auch zur energetischen Verwertung. Problematisch bei der Klärschlammverwertung sind allerdings die akkumulierten Schadstoffe, zum einen vor allem die Schwermetalle und zum anderen organische Schadstoffe. Eine zukunftsweisende Klärschlammverwertung zielt deshalb auf folgendes:

1. Effiziente energetische Verwertung der organischen Substanz des Klärschlamms
2. Beseitigung der organischen Schadstoffe
3. Immobilisierung oder Extraktion der anorganischen Schadstoffe
4. Mobilisierung der Pfl anzennährstoffe für die landbauliche Verwertung.

Durch eine Behandlung des Klärschlamms lassen sich nicht alle Ziele gleichermaßen erreichen. Eine effiziente energetische Verwertung ist zum Beispiel mit dem PYREG-Verfahren möglich, wobei Temperaturen von ca. 600 °C erreicht werden. Für die Beseitigung organischer Schadstoffe und die Mobilisierung des im Klärschlamm vorhandenen Phosphors sind dagegen höhere Temperaturen von über 900 °C günstig, wie sie beispielsweise bei der Klärschlammverbrennung entstehen (Adam et al. 2008). Im Vergleich zu unbehandeltem Klärschlamm ist die Löslichkeit der Schwermetalle sowie der Alkali- und Erdalkalimetalle im Rückstand einer thermischen Behandlung geringer (Hwang et al. 2007). Das bedeutsamste Nährelement im Klärschlamm ist allerdings der Phosphor. Phosphor kommt je nach thermochemischer Behandlung des Klärschlamms in unterschiedlichen Verbindungen vor und seine Pflanzenverfügbarkeit ist deshalb stark von der Art der Behandlung abhängig. Rumphorst und Ringel (1994) stellten zum Beispiel fest, dass die Löslichkeit des Phosphors in der Asche von der Temperatur während der Umsetzung abhing. Bei einer Umsatztemperatur von 500 °C konnte aus der Asche vier- bis zehnmal mehr P ausgewaschen werden, als bei höheren Temperaturen von 600 °C bis 900 °C. Allerdings ist die Löslichkeit von Phosphor in Wasser oder in organischen Säuren (z.B. Zitronensäure) noch kein absolutes Maß dafür, wie gut der Nährstoff für Pflanzen verfügbar ist. Hierzu werden entsprechende Pflanzversuche im Gewächshaus der Fachhochschule Bingen durchgeführt.

http://pyreg.de/forschung.html

Fachhochschule Bingen – Prof. Dr. agr. Thomas Appel

Klärschlamm aus kommunalen Kläranlagen enthält in der Regel Stickstoff und Phosphor in ähnlicher Nährstoffdichte wie Wirtschaftsdünger von Schweinen und Geflügel (Kratz und Schnug (2006)). Außerdem besteht Klärschlamm zu ca. 80 % in der Trockensubstanz aus organischem Material. Klärschlamm eignet sich deshalb auch zur energetischen Verwertung. Problematisch bei der Klärschlammverwertung sind allerdings die akkumulierten Schadstoffe, zum einen vor allem die Schwermetalle und zum anderen organische Schadstoffe. Eine zukunftsweisende Klärschlammverwertung zielt deshalb auf folgendes:

1. Effiziente energetische Verwertung der organischen Substanz des Klärschlamms
2. Beseitigung der organischen Schadstoffe
3. Immobilisierung oder Extraktion der anorganischen Schadstoffe
4. Mobilisierung der Pfl anzennährstoffe für die landbauliche Verwertung.

Durch eine Behandlung des Klärschlamms lassen sich nicht alle Ziele gleichermaßen erreichen. Eine effiziente energetische Verwertung ist zum Beispiel mit dem PYREG-Verfahren möglich, wobei Temperaturen von ca. 600 °C erreicht werden. Für die Beseitigung organischer Schadstoffe und die Mobilisierung des im Klärschlamm vorhandenen Phosphors sind dagegen höhere Temperaturen von über 900 °C günstig, wie sie beispielsweise bei der Klärschlammverbrennung entstehen (Adam et al. 2008). Im Vergleich zu unbehandeltem Klärschlamm ist die Löslichkeit der Schwermetalle sowie der Alkali- und Erdalkalimetalle im Rückstand einer thermischen Behandlung geringer (Hwang et al. 2007). Das bedeutsamste Nährelement im Klärschlamm ist allerdings der Phosphor. Phosphor kommt je nach thermochemischer Behandlung des Klärschlamms in unterschiedlichen Verbindungen vor und seine Pflanzenverfügbarkeit ist deshalb stark von der Art der Behandlung abhängig. Rumphorst und Ringel (1994) stellten zum Beispiel fest, dass die Löslichkeit des Phosphors in der Asche von der Temperatur während der Umsetzung abhing. Bei einer Umsatztemperatur von 500 °C konnte aus der Asche vier- bis zehnmal mehr P ausgewaschen werden, als bei höheren Temperaturen von 600 °C bis 900 °C. Allerdings ist die Löslichkeit von Phosphor in Wasser oder in organischen Säuren (z.B. Zitronensäure) noch kein absolutes Maß dafür, wie gut der Nährstoff für Pflanzen verfügbar ist. Hierzu werden entsprechende Pflanzversuche im Gewächshaus der Fachhochschule Bingen durchgeführt.

http://pyreg.de/forschung.html