Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
Mikroplastikpartikel im Wasser sind ein zunehmendes Problem für die Umwelt. Ein neues Filtersystem, mit dem sich die Belastung von Gewässern schneller und einfacher messen lässt, entwickelt das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP gemeinsam mit Partnern. Das Forschungsprojekt unter Federführung der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) will eine Datenbasis schaffen, um die Belastung von Gewässern analysieren und anschließend verringern zu können.

Der Eintrag von Mikroplastikpartikeln – also Plastikteilchen mit einer Größe von weniger als 1 Millimeter – in unser Ökosystem wird zunehmend problematischer. Doch wie gelangt Mikroplastik in Gewässer und Abwässer? Und wie kann es dort untersucht und nachgewiesen werden? Momentan fehlt eine verlässliche, wissenschaftliche Datenbasis über die Quellen, das Vorkommen sowie die Auswirkungen von Mikroplastikpartikeln auf die Umwelt.

Das Forschungsprojekt »Repräsentative Untersuchungsstrategien für ein integratives Systemverständnis von spezifischen Einträgen von Kunststoffen in die Umwelt (RUSEKU)«, das von der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) ins Leben gerufen wurde, will bis zum Jahr 2021 ein Untersuchungsverfahren entwickeln, mit dem sich der Partikeleintrag in Gewässer einheitlich und schneller messen lässt. Dadurch soll sich auch feststellen lassen, an welchen Orten eine besonders hohe Belastung von Gewässern durch Mikroplastik vorliegt.

Das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP entwickelt im Rahmen des Verbundforschungsprojektes gemeinsam mit der SmartMembranes GmbH ein spezielles Filtersystem als wichtigen Baustein für ein einheitliches und unkompliziertes Verfahren zur Entnahme von Proben. Die Kaskaden-Filtrationsanlage soll spezielle Siliziumfilter mit definierten Lochdichten und -größen einsetzen, in denen die Plastikpartikel hängen bleiben.

»Wesentlich für tragfähige Aussagen über die Mengen von Mikroplastik im Grund-, Trink- sowie Schmutzwasser oder in Oberflächengewässern ist die Methodik für die Probenentnahme. Geplant ist eine Art Probenentnahme-Set, das dazu einen entscheidenden Beitrag leisten soll«, sagt Dr. Christian Hagendorf, der auf Seiten des Fraunhofer CSP für das Forschungsprojekt verantwortlich ist. »Mithilfe von Laser- und chemischen Ätzprozessen werden wir auf dem Siliziumträger passende Lochgrößen schaffen, in denen die Partikel zurückgehalten werden. Bei der späteren Analyse im Labor machen wir uns die chemische Zusammensetzung von Silizium zunutze, das in einem breiten Wellenlängenbereich des Infrarotlichtes im Transmissionsverfahren durchsichtig ist und darauf liegende Mikroplastikteilchen für die spektroskopische Messtechnik sichtbar macht«, sagt Hagendorf weiter.

Eine weitere wichtige Kenngröße für die Qualität der Filter ist die mechanische Festigkeit. Denn Lastzustände, die durch Wasserströmungen während der Probenentnahme verursacht werden, dürfen nicht zum Bruch der Filter führen. Außerdem müssen die Filter eine »smarte«, optimierte Lochgeometrie und Oberflächenbeschaffenheit besitzen. Ein weiteres Arbeitsziel ist es, zusammen mit den Partnern einen vorgeschriebenen Arbeitsablauf von der Probenahme über die Aufreinigung bis zur Analyse der Mikroplastikpartikel zu definieren. Durch »Smart Sampling« wird der Nachweis von Mikroplastik von der Probenahme bis zur Schnellanalytik perfekt abgestimmt.

Das damit ermöglichte Verfahren zur effizienten und zuverlässigen Mikroplastik-Probenentnahme bietet eine Grundlage für Strategien und Regelungen, die helfen, Mikroplastik im Wasserkreislauf zu verringern. Das Verbundforschungsprojekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und findet im Rahmen des Forschungsschwerpunktes »Plastik in der Umwelt« statt. Beteiligt sind neben dem Fraunhofer CSP sechs weitere wissenschaftliche Einrichtungen sowie drei mittelständische Unternehmen.

Über das Fraunhofer-Center für Siliziumphotovoltaik CSP
Das Fraunhofer CSP betreibt angewandte Forschung in den Themengebieten der Siliziumkristallisation, Waferfertigung, Solarzellencharakterisierung und der Modultechnologie. Es entwickelt dabei neue Technologien, Herstellungsprozesse und Produktkonzepte entlang der gesamten photovoltaischen Wertschöpfungskette.

Schwerpunkte sind die Zuverlässigkeitsbewertung von Solarzellen und Modulen unter Labor- und Einsatzbedingungen sowie die elektrische, optische, mechanische und mikrostrukturelle Material- und Bauteilcharakterisierung. Basierend auf dem Verständnis von Ausfallmechanismen werden dadurch Messmethoden, Geräte und Fertigungsprozesse für Komponenten und Materialien mit erhöhter Zuverlässigkeit entwickelt.

Ergänzt wird das Portfolio der Photovoltaik durch Forschungen im Bereich der regenerativen Wasserstofferzeugung, -Speicherung und -Nutzung, hierbei insbesondere der Entwicklung, Charakterisierung und Testung neuer Materialien für Brennstoffzellen und Elektrolyseure sowie der Simulationen und der Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen von dezentralen Photovoltaik-Elektrolysesystemen.

Das Fraunhofer CSP ist eine gemeinsame Einrichtung des Fraunhofer-Instituts für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS und des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE.

Über die SmartMembranes GmbH
SmartMembranes, im Jahr 2009 von Dr. Petra Göring und Monika Lelonek in Halle (Saale) gegründet, ist der weltweit führende Hersteller von porösen hochgeordneten Materialien aus Aluminiumoxid und Silizium mit definiert einstellbaren Membraneigenschaften und Strukturparametern für eine Vielzahl von innovativen Anwendungen. Ein weiteres wichtiges Standbein neben der Produktion der Membrane nach Kundenwunsch ist die Entwicklung neuer Prozesse und Produkte rund um das Kerngeschäft.

Die SmartMembranes GmbH ist ein Spin-Off des Fraunhofer-Instituts für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS in Halle. Die am Standort – dem Technologie- und Gründerzentrum Halle – vorhandene Infrastruktur mit einer Vielzahl an F&E-Einrichtungen wie der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, dem Max-Plack-Institut für Mikrostrukturphysik und dem Fraunhofer IMWS ermöglichen eine enge Zusammenarbeit, Kooperation und Vernetzung.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Christian Hagendorf, Telefon +49 345 5589-5100, christian.hagendorf@csp.fraunhofer.de

Weitere Informationen:
https://www.imws.fraunhofer.de/de/presse/pressemitteilungen/filteranlage-mikropl…

Vorurteile abbauen, Kultur verändern, Potenziale fördern
Rund 60 Frauen und einige wenige Männer haben Mitte Mai während der IFAT in München den Weg in die Session Area Future zum Zukunftsforum „Waste – Water – Women“ gefunden, das sich rund vier Stunden lang mit der Situation der Frauen in der Wasser-und Abfallwirtschaft befasst und Wünsche für Veränderungen formuliert hat. „Ich habe in den letzten Jahren immer wieder mitbekommen, dass sich Frauen in der Wasserwirtschaft besonders beweisen müssen“, sagt Anett Baum, Fachreferentin bei der DWA und eine der Initiatorinnen der Veranstaltung. Eine Erfahrung, die viele Frauen teilen.

Zurzeit bereitet die DWA eine Umfrage vor, an der sich alle, die sich für das Thema „Frauen in der Wasserwirtschaft“ interessieren, beteiligen können: www. dwa.de/frauen.Die Antworten sollen darüber Aufschluss geben, welche Inhalte und Aktivitäten Frauen besonders beschäftigen und welchen Beitrag die DWA zur Förderung von Gerechtigkeit und Vielfalt leisten kann.

Den ganzen Artikel lesen Sie In der Korrespondenz Abwasser Heft 8-2018 ab Seite 675

Autorin:
Alexandra Bartschat

Medikamentenrückstände in der Umwelt können gravierende Folgen für Tiere haben. Antidepressiva verändern schon in geringen Dosierungen etwa das Balzverhalten von Staren. Das berichten britische Wissenschaftler.

Starenmännchen zeigten demnach ein deutlich aggressiveres Verhalten gegenüber Weibchen, denen geringe Dosen des weitverbreiteten Antidepressivums Prozac verabreicht worden waren. Auch sangen die männlichen Stare weniger. Die Drei-Jahres-Studie…mehr:

https://www.blick.ch/news/ausland/umwelt-antidepressiva-veraendern-balzverhalten-von-voegeln-id8701678.html

Etwa viereinhalb Monate, nachdem herauskam, dass mehr als zwei Jahre lang immer wieder kleine Plastikteile aus dem Schleswiger Klärwerk in der Schlei landeten, haben die Stadtwerke Schleswig am Mittwoch ein Gutachten zu dem Fall vorgestellt.

Wie funktioniert ein Sandfilter?
Im Schleswiger Klärwerk wird das Abwasser gleich mehrmals gefiltert. Unter anderem mit einem sogenannten Sandfilter. Dieser besteht aus insgesamt 24 Kammern.

Informationen zur Sendung
Leichte Plastikteilchen gingen durch Filter
Daraus geht unter anderem hervor, dass die fünfte und letzte Stufe der Kläranlage, der Sandfilter, nicht in der Lage ist, leichte Plastikpartikel zu filtern. Der Sandfilter habe die Kunststoffe nicht gänzlich aufhalten können, sagte Wolfgang Schoofs, Geschäftsführer der Stadtwerke Schleswig, der die Untersuchungen des Sachverständigen dem Werkausschuss für Abwasserentsorgung vorstellte. Schwerere Teilchen seien im Klärschlamm gelandet, leichtere aber durch den Filter gelaufen.
Vorgegebene Grenzwerte eingehalten
Schoofs betonte, der Sachverständige habe bescheinigt, dass die Kläranlage fach- und sachgerecht geführt werde. Vorgegebene Grenzwerte seien eingehalten worden. Mittlerweile haben die Stadtwerke Schleswig einen zusätzlichen Siebfilter eingebaut. Dieses Edelstahlgitter verhindert jetzt, dass kleine Plastikteile in die Schlei gelangen.

Jährlich mehrere Tonnen Plastik in die Schlei
Anfang März war bekannt geworden, dass Plastikteilchen aus geschredderten Speiseresten der Firma ReFood über das Klärwerk in die Schlei gelangt waren. Das Umweltministerium Schleswig-Holstein geht davon aus, dass dies schon mindestens seit 2015 geschah. Jährlich dürfte es sich um mehrere Tonnen Plastik gehandelt haben. Flächendeckend wurden die Teilchen aber erst Ende 2017 beobachtet. Wer nun die zwei Millionen Euro für die Reinigungsarbeiten an der Schlei zahlt, muss noch geklärt werden. Mehr:

https://www.ndr.de/nachrichten/schleswig-holstein/Plastik-in-Schlei-Sandfilter-schafft-nicht-alles,sandfilter100.html

Pilotanlage produziert synthetisches Erdgas aus Windstrom und Kohlendioxid
Puffer im Energiesystem: In Spanien erzeugt eine Pilotanlage künftig Erdgas aus Windstrom, Wasser und Klärschlamm. Damit dient sie einerseits als Speicher für überschüssige Windenergie und nimmt andererseits klimaschädliches CO2 aus der Kläranlage auf. Möglich wird dies durch eine besonders kompakte Anlage, die das synthetische Erdgas mittels Power-to-Gas-Verfahren produziert. Mehr:

http://www.scinexx.de/wissen-aktuell-22925-2018-07-10.html?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+scinexx+%28scinexx+%7C+Das+Wissensmagazin%29

In den Abwasseranlagen enthaltenes Ammonium und Phosphate können wiedergewonnen werden. Das vulkanische Zeolithgestein wird als Bindemittel eingesetzt.

Gerade sechs Meter lang und 2,5 Meter breit: Der Container, in dem man im Inneren auf den ersten Blick Rohre, Rohranschlüsse, Messgeräte und einige Behälter sieht, ist eine im Testbetrieb befindliche Versuchsstation. Hier vollzieht sich, wie der Umwelttechniker Markus Ellersdorfer erläutert, ein Ionenaustauschprozess. Die Bezeichnung des hier laufenden Forschungsprojekts gibt schon über den angepeilten Endzweck Auskunft: „ReNOx“ bzw. Renewable NOx, also Gewinnung von erneuerbarem Stickstoff aus Abwasser. Mehr:

https://diepresse.com/home/science/5456162/Klaeranlagen-als-kostbares-Reservoir

Auszug:
Läßt sich eine in bedarfsgerecht erweiterbarer Container-Modulbauweise konzipierte dezentrale Karbonisierungsanlage für phosphorreichen Klärschlamm platzsparend in eine übliche kommunale Kläranlage einbinden, mit dem Klärwerkspersonal im Dauerbetrieb technisch beherrschen sowie grundsätzlich energieauthark, umweltschonend und wirtschaftlich betreiben?

Lesen sie mehr unter:
http://www.zvfrohnbach.de/files/pdf/Klaerschlammveredlung_fuer_Internetseite.pdf