Micropollutants in the aquatic enviroment

Projekt Nr. 10

Untersuchung zur Metabolitenbildung bei Einsatz von Ozon in großtechnischen Abwasserreinigungsanlagen

Die Nutzung von Ozon als Oxidationsmittel für die Elimination von anthropogenen organischen Spurenstoffen in der Abwasserbehandlung ist ein neuer Ansatz, um den Eintrag solcher Stoffe zu mindern und die Gewässergüte zu erhöhen. Die Oxidation führt bei ökonomisch sinnvollen Betriebsbedingungen einer Ozonungsstufe in der Regel nicht zur vollständigen Mineralisierung der organischen Stoffe, sondern zu teiloxidierten Transformationsprodukten (Metaboliten). Ob Metaboliten unter bestimmten Betriebsbedingungen gebildet werden – und wenn ja, welche dieser Stoffe eine ökotoxikologische oder humantoxikologische Wirkung haben –, wurde bisher nur wenig untersucht. Für die Bewertung der Ozonung in der großtechnischen Abwasserbehandlung sind solche Kenntnisse jedoch unverzichtbar.

Im Rahmen eines gemeinschaftlichen Forschungsvorhabens wird daher auf drei großtechnischen Abwasseranlagen, die eine unterschiedliche Herkunft des Abwassers aufweisen, die Bildung und die ökotoxikologische Bewertung gebildeter Metaboliten untersucht. Alle Untersuchungen werden im Praxisbetrieb durchgeführt. Die Ozonungsstufe wird hierbei in den konventionellen Prozess der kommunalen Abwasserbehandlung integriert. Weitergehende toxikologische Untersuchungen umfassen ein breites Spektrum an in vitro und in vivo Tests mit aufkonzentrierten Proben und in Durchflusssytemen. Für die Analytik kommen dabei vor allem massenspektrometrische Verfahren zur Identifizierung, Strukturaufklärung und semiquantitativen Bestimmung von Abbauprodukten in toxikologisch auffälligen Fraktionen zum Einsatz. Daneben wird auch die Bildung toxischer Oxidationsnebenprodukte aus unproblematischen Vorläufern anhand des Bromat- und Nitrosamin-Bildungspotentials untersucht. Aus den genannten Untersuchungen sollen später geeignete Betriebsbedingungen für die Ozonungsstufe abgeleitet werden.