AiF-FV-Nummer 16145 BG

Energieeffiziente Eliminierung von persistenten Pharmazeutika aus Abwässern mittels eines schadstoffabhängig gesteuerten Oxidationsverfahrens (EPASGO)

Status & Laufzeit

Abgeschlossen: 01.07.2009 bis 31.03.2012

Forschungsstellen

  • Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e. V.
    Bliersheimer Str. 58 - 60, 47229 Duisburg
    http://www.iuta.de

  • Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung
    Corrensstr. 3, 06466 Gatersleben
    http://www.ipk-gatersleben.de

Zusammenfassung

Zur Eintragsreduktion prioritärer Stoffe wie endokrinen Disruptoren und Arzneimittelwirkstoffen aus Kläranlagenabläufen in Oberflächen- gewässer wird die Ozonung derzeit im großtechnischen Maßstab erprobt. Die Bestimmung dieser Spurenstoffe erfordert niedrige Nachweisgrenzen und kann im Labor neben instrumenteller Einzelstoffanalytik auch summarisch mittels biologischen Assays erfolgen. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wurde das Ziel verfolgt, auf Basis der transgenen Hefe Arxula adeninivorans, ein Online- Messverfahren zur Bestimmung von estrogenaktiven Substanzen und nicht-opioiden Pharamzeutika zur bedarfsgesteuerten Ozonung von Kläranlagenabläufen zu entwickeln. Innerhalb des Forschungsprojekts konnte die Sensitivität und Messgeschwindigkeit der biologischen Sensorkomponente zur summarischen Estrogeniätsbestimmung gesteigert und erstmalig eine neue transgene Hefe zur summarischen Erfassung von Arzneimittelbelastungen in Abwasserproben entwickelt werden. Ebenso gelang es, das Funktionsprinzip dieses Arzneimittelbiosensors mittels photometrischen und amperometrischen Messungen erfolgreich zu demonstrieren. Der untere Anwendungsbereich für Diclofenac lag bei 100 ng/L und damit im Bereich der vorgeschlagenen Umweltqualitätsnorm der EU Wasserrahmenrichtlinie. Der als Messplattform für die amperometrische Vor-Ort-Analytik dienende EstraMonitor wurde erfolgreich in eine AOP-Demonstrationsanlage zur Behandlung von Kläranlagenabläufen integriert. Für die wirkungsbezogene Bestimmung der Estrogenität konnte eine Halbierung der Messzeit auf 2 Stunden erreicht werden. Die Realisierung des Gesamtsystems mit amperometrischer Messung und belastungsabhängiger Steuerung der Ozondosis ermöglichte eine energieeffiziente Ozonung mit geringem Personalaufwand. Das Ziel des Forschungsvorhabens wurde erreicht.

Förderhinweis

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wird / wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Dokumente