Transformation Risiko TransRisk BMBF-Verbundprojekt TransRisk Nachweis und Entfernung anthropogener Spurenstoffe und Krankheitserreger in der Abwasserreinigung Thomas A. Ternes, Aennes Abbas, Johannes Alexander, Anna Bollmann, Anja Coors, Peter Cornel, Vedat Durmaz, Jan Funke, Yongjun Zhang, Hong Zhu, Sven Geißen, Konrad Götz, Gregor Knopp, Christian Lütke Eversloh, Jan Funke, Ulrike Krauss, Harald Mückter, Manuela Niethammer, Carsten Prasse, Ilona Schneider, Thomas Schwartz, Wolfram Seitz, Ulrike Schulte-Oehlmann, Jörg Oehlmann, Sabine Thaler, Lisa Vorberg, Marcus Weber, Arne Wieland
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Ternes TransRisk Berlin final2riskwa.de/RiSKWa_Abschlussveranstaltung-p-68/_/TransRisk... · 2018. 11. 5. · KA Ablauf Oberflächwasser Vorkommen von CBZ, Metaboliten und TPs (BfG)
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TransformationRisiko
TransRisk
BMBF-Verbundprojekt TransRiskNachweis und Entfernung anthropogener Spurenstoffe und
Krankheitserreger in der Abwasserreinigung
Thomas A. Ternes, Aennes Abbas, Johannes Alexander, Anna Bollmann, Anja Coors, Peter Cornel, Vedat Durmaz, Jan Funke, Yongjun Zhang, Hong Zhu, Sven Geißen, Konrad Götz,
Gregor Knopp, Christian Lütke Eversloh, Jan Funke, Ulrike Krauss, Harald Mückter, Manuela Niethammer, Carsten Prasse, Ilona Schneider, Thomas Schwartz, Wolfram Seitz,
Ulrike Schulte-Oehlmann, Jörg Oehlmann, Sabine Thaler, Lisa Vorberg, Marcus Weber, Arne Wieland
Thomas Ternes ● RiSKWa, Berlin, 10.-11. Februar 2015 ● 2
Risiko-management
Cornel
Soziale und ökonomische Belange
Koordination und Management
Reduzierung der Einträge
Kommunikation/Bildung
Verbesserung der Reinigungsleistungkommunaler Kläranlagen
Neuartige Krankheitserreger
Anthropogene Spurenstoffe,einschließlich der TPs
TrinkwassergewinnungTrinkwassergewinnung
ModellregionDonauried
Struktur von TransRisk
Risikocharakteri-sierung
Schulte-Oehlmann
Risiko-kommunikation
Niethammer
Thomas Ternes ● RiSKWa, Berlin, 10.-11. Februar 2015 ● 3
Wasserqualität
Risikocharakterisierung basiert auf 4 Säulen(Ulrike Schulte-Oehlmann, UF)
Humantoxikologie(ZIB, LMU)
Mikrobiologie(KIT)
Ökotoxikologie(UF, ECT)
Umweltchemie(LW, BfG)
Thomas Ternes ● RiSKWa, Berlin, 10.-11. Februar 2015 ● 4
Überblick: Bildung von TPs im urbanen Wasserkreislauf
■ Gentoxizität / Mutagenität:– umuC-Gentoxizitätstest (ISO 13829)– Ames-Fluktuationstest (ISO 11350)
■ Zytotoxizität:– GH3-Zellen (Hypophyse der Ratte, SOP)
■ In-vivo Biotests■ Wachstumshemmung Lemna minor (OECD 221)■ Fortpflanzungstest Daphnia magna (OECD 211)■ Fortpflanzungstest Potamopyrgus antipodarum (OECD-Entwurf)■ Wachstums-/Fortpflanzungstest Lumbriculus variegatus (OECD 225)■ Mortalität von Gammarus fossarum
Thomas Ternes ● RiSKWa, Berlin, 10.-11. Februar 2015 ● 27
Ergebnisse in-vitro-Assays mit zunehmender Ozondosis (UF) Östrogene Wirkpotentiale nehmen mit steigender Ozondosis ab Anti-östrogenartige Wirkpotentiale nehmen mit steigender Ozondosis zu Biofilter und GAC führten zu keiner Reduktion der anti-östrogenen Aktivitäten
Zunehmende OzondosisA
ntiöstrogene Aktivität [m
g OH
T-EQ/L]
Öst
roge
ne A
ktiv
ität [
ng E
-EQ
/L]
Östrogene AktivitätAntiöstrogene Aktivität
Thomas Ternes ● RiSKWa, Berlin, 10.-11. Februar 2015 ● 28
On-Site-Test mit Gammarus fossarumPilotkläranlage (TUDa, UF)
Mortalität wird durch weitergehende Reinigungsverfahren eliminiert
0
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signifikante Unterschiede vs. konventioneller Reinigung:Fisher Exakt-Test,** : p < 0,01; *** : p < 0,001
Mortalität in %
KAab KAab+O3 KAab+O3+Bfunbel.
KAab+O3+Bfbel.
KAab+O3+GAKunbel.
KAab+O3+GAKbel.
Reduktion der Mortalität > 50%
Thomas Ternes ● RiSKWa, Berlin, 10.-11. Februar 2015 ● 29
Zusammenfassung Ökotoxikologiebewertung
Verwendeter Biotest YES Anti‐YES
YAS Anti‐YAS
Lumbriculus variegatus
Daphnia magna
Lemna Potamopyrgusantipodarum
Gammarus fossarum
Aufbereitungsverfahren Test1 Test2
KONVENTIONELL + + ‐ ‐ + + ‐ + + + OZON
OZON +GAC belüftet
OZON +GAC unbelüftet
OZON +BIOFILTER belüftet
OZON +BIOFILTER unbelüftet
In-vitro-Tests (nativ) In-vivo-Tests (on-site)
Rot: schlechter; gelb: gleich; grün: besser als Kläranlagenablauf
Thomas Ternes ● RiSKWa, Berlin, 10.-11. Februar 2015 ● 30
TransRisk: Schlussfolgerungen
Moleküldynamische (MD) Simulation ist ein wichtiges Werkzeug für eineerste Abschätzung der humantoxikologischen Bedeutung der TPs
Im KA-Ablauf waren deutliche Wirkungen bei in-vitro-/in-vivo-Testsnachweisbar, die durch O3/GAC oder O3/Biofilter reduziert/eliminiert wurden. (Ausnahme: anti-östrogene Wirkungen)
Erhöhte Entfernung pathogener Mikroorganismen durch Ozonung; der Anteil antibiotikaresistenter Keime steigt an, verringert sich jedoch durch GAC/Biofilter.
Sowohl in der biologischen Abwasserreinigung als auch in der Ozonungwerden stabile TPs gebildet, die teilweise (öko)toxisch sein können.Nachbehandlung: Sie werden eher durch GAC als durch Biofilter entfernt.
Thomas Ternes ● RiSKWa, Berlin, 10.-11. Februar 2015 ● 31
Perspektiven für die PraxisTransRisk Bewertungskonzept für Ozon/Biofilter, Ozon/GAC:
basierend auf chemischen, ökotoxikologischen und mikrobiologischen Daten