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Blasensäule und Sandsäulen einer KOLa-Anlage im Labor des TZW.

01. September 2019

WBA-BeReit

Wirkungsbezogene Analytik als neuer Ansatz zur orientierenden Bewertung organischer Spurenstoffe in Rohwasserressourcen zur Trinkwassergewinnung und bei Aufbereitungsprozessen (W 201518)
KOLa-Anlage im Labor des TZW; © TZW
Forschungsprojekt
Projektbeschreibung

Projektlaufzeit: 01.2017 - 07.2019

Projektstatus: abgeschlossen

Förderkennzeichen: W 201518

Im Forschungsprojekt WBA-BeReit wurde ein neuer Ansatz zur Bewertung organischer Spurenstoffe bei der Trinkwassergewinnung entwickelt. Konkret wurde die Wirkungsbezogene Analytik (WBA) angewandt, eine Kombination aus Fraktionierung, Bioassay (biologisches Testverfahren) und chemischer Analytik.

Ziele und Methodik

Wesentliches Projektziel war, die Leistungsfähigkeit und Aussagekraft der Wirkungsbezogenen Analytik (WBA) zu demonstrieren und eine orientierende Einschätzung von Spurenstoffwirkungen vorzunehmen. Auch sollte untersucht werden, inwieweit die WBA zur Bewertung des Verhaltens dieser Stoffe bei Prozessen der Trinkwasseraufbereitung genutzt werden kann. Hier war beispielsweise zu klären, inwieweit eine Änderung der Konzentration toxikologisch relevanter Stoffe mit der beobachteten Wirkung korreliert. Insgesamt sollte gezeigt werden, dass die WBA eine ergänzende Untersuchungsmethode zur chemischen Analytik darstellt und damit einen Beitrag zur Risikobewertung leisten kann.

Im Verlauf des Projekts wurden typische in Deutschland genutzte Rohwasserressourcen und daraus gewonnene Trinkwässer untersucht. Hierbei wurden ausgewählte Spurenstoffe einer standardisierten Aufbereitung im Labor unterzogen und dabei die Aufbereitungsprozesse hinsichtlich der Entfernung bzw. Entstehung von Wirkungen mittels der WBA beschrieben. Weiterhin wurde das Potenzial der WBA in Kombination mit der Hochleistungsdünnschichtchromatographie (engl. Abk. HPTLC) als standardisierbares Verfahren, unter Berücksichtigung geeigneter Bioassays, für die Untersuchung von Roh- und Trinkwasser aufgezeigt.

 

Hintergrund und Ergebnisse

Für Wasserversorger hat – neben der hygienischen Sicherheit – die toxikologische Unbedenklichkeit des abgegebenen Wassers höchste Priorität. Hierfür werden Analyseverfahren zur Ermittlung der Wirkung der im Wasser vorliegenden Spurenstoffe benötigt. Eine ergänzende Methode stellt die Wirkungsbezogene Analytik (WBA) dar, eine Kombination aus Fraktionierung, Bioassay (biologisches Testverfahren) und chemischer Analytik.

Im Forschungsprojekt WBA-BeReit wurden die Möglichkeiten und die Aussagekraft der WBA zur Beurteilung organischer Spurenstoffe bei der Trinkwassergewinnung aufgezeigt. Die Standardisierung der WBA ermöglicht eine Routineanwendung der Methode zum Monitoring und zur Risikobewertung verschiedener Wässer. So gelang es durch die Untersuchung von Roh- und Trinkwässern von acht Wasserversorgern, mit unterschiedlichen Rohwasserarten und Aufbereitungen, die jeweils unterschiedlichen Wirkungen von Spurenstoffen zu charakterisieren. Die Ergebnisse zeigten deutliche Unterschiede der Wirkungen in Abhängigkeit von den angewandten Aufbereitungsverfahren und der eingesetzten Rohwasserart, sodass eine Bewertung des gesamten Aufbereitungsprozesses in Abhängigkeit von der Rohwasserart erfolgen konnte. Dieser Informationsgewinn durch die Prozessbeschreibung mit der WBA eröffnet neue Möglichkeiten in der Qualitätssicherung des Trinkwassers. Zudem konnten die Ergebnisse der WBA mit den Ergebnissen der Substanzanalytik (Non-Target Screening) sehr gut korreliert werden.

Die bisherigen Untersuchungen zeigen jedoch auch die Notwendigkeit, einen bioassay-abhängigen Referenzpunkt (z.B. toxischer Äquivalenzquotient) für die Datenauswertung festzulegen, sodass die Ergebnisse der WBA nicht nur zwischen Aufbereitungsschritten, Wasserarten oder Wasserversorgern beurteilt und relativ verglichen werden können, sondern auch in Bezug auf einen toxikologisch abgeleiteten Referenzwert. Für die Bewertung der Ergebnisse wurde bislang die Summe der Wirkungen über den gesamten Trennbereich verwendet. Durch die Einbeziehung des jeweiligen Wirkmusters in die Bewertung könnte eine detailliertere Beschreibung erreicht werden.

 

Ansprechpartner
Bei Fragen zum Forschungsprojekt wenden Sie sich bitte an folgenden Ansprechpartner
Dr. Mathis Keller
Hauptgeschäftsstelle / Technologie und Innovationsmanagement

Telefon+49 228 91 88-727
Forschung zum Thema Wasseraufbereitung