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The final publication is available via https://doi.org/10.1016/j.watres.2019.114916 . ; European Union's Horizon 2020

ZusammenfassungIn der vorliegenden Studie wurde die Wirksamkeit einer Adsorptions‑/Fällmittel-Prototypsuspension der Firma Donau Chemie AG zur simultanen Entfernung von Spurenstoffen und Phosphor aus kommunalem Abwasser untersucht. Die Suspension enthält Polyaluminiumchlorid zur Fällung von gelöstem Orthophosphat, Pulveraktivkohle (PAK) zur Adsorption von organischen Spurenstoffen sowie anorganische Stabilisatoren, die die Suspension der PAK unterstützen. Vergleichende Laborversuche mit herkömmlicher PAK und der Prototypsuspension mit einem PAK-Gehalt von 16,5 % wurden mittels zweier unabhängiger Methoden (Spurenstoffanalytik und In-vitro-Bioassays) bewertet. Die Ergebnisse zeigten, dass die Suspension zu einer Verbesserung der Oberflächeneigenschaften der Aktivkohle führt und somit eine höhere Anzahl von bekannten und unbekannten Substanzen adsorbiert werden kann. Die Anwendbarkeit der Suspension wurde in drei verschiedenen Abwässern untersucht und ist vor allem vom Verhältnis zwischen gelöstem organischem Kohlenstoff (dissolved organic carbon – DOC) und Gesamtphosphor im Zulauf abhängig. Bei höheren DOC-Konzentrationen ist ein höherer Anteil an PAK in der Suspension notwendig, um eine massive Überdosierung des Fällmittels zu verhindern. Während des großtechnischen Versuchs, der auf einer kommunalen Kläranlage durchgeführt wurde, kam es zu einem Anstieg der prozentuellen Entfernung um mehr als 90 % für Carbamazepin, mehr als 50 % für Diclofenac und Metoprolol und um etwa 30 % für Benzotriazol. Bei einer konstanten Dosiermenge von 90 L d−1 wurde die auf Basis der Labortests erwartete Spurenstoffentfernung von mehr als 75 % für alle Stoffe erreicht. Der Prototyp zeigte sich als einfacher zu lagern und zu dosieren als herkömmliche PAK. Weiters kann die vorhandene Infrastruktur für die chemische Phosphorfällung für die organische Spurenstoffentfernung mitgenutzt werden.

A set of CALUX in vitro bioassays was applied for long-term toxicity monitoring at an advanced wastewater treatment plant comprising ozonation and granular activated carbon filtration for the abatement of contaminants of emerging concern (CEC). During the 13-month monitoring, eight reporter gene assays targeting different modes of action along the cellular toxicity pathway were accessed to evaluate the suitability and robustness of the technologies. Two approaches were followed: on the one hand, signal reduction during advanced treatment was monitored; on the other hand, results were compared to currently available effect-based trigger values (EBTs). A decrease of the corresponding biological equivalent concentrations after the multibarrier system could be observed for all modes of action; while the estrogenic activity decreased below the EBT already during ozonation, the potencies of oxidative stress-like and toxic PAH-like compounds still exceeded the discussed EBT after advanced treatment. Overall, the long-term monitoring confirmed the positive effect of the multibarrier system, commonly evaluated only by CEC abatement based on chemical analysis. It could be demonstrated that advanced WWTPs designed for CEC abatement are suitable to significantly decrease toxicity responses not only in the frame of pilot studies but under real-world conditions as well. ; 1 ; 16 ; 16 ; Austrian Federal Ministry of Agriculture, Regions and Tourism ; Federal Government of Burgenland

ZusammenfassungIm vorliegenden Artikel wird auf Basis unterschiedlicher Datenquellen in einem ersten Schritt die Belastung des Neusiedler Sees mit national oder gemeinschaftlich geregelten anthropogenen Spurenstoffen dargestellt. Darüber hinaus werden für ausgewählte Stoffe Eintragspfade in Wulka und Neusiedler See identifiziert und für weitere Stoffe wird ein mögliches Umweltverhalten im See dargestellt. Auch wenn derzeit ein umfassendes Monitoring von allen national oder gemeinschaftlich geregelten Spurenstoffen im Neusiedler See fehlt, kann für den überwiegenden Teil dieser Stoffe auf Basis von Untersuchungen in der Wulka bzw. Fischuntersuchungen im See eine Einhaltung der UQN angenommen werden. Für einzelne Stoffe ist eine Zielverfehlung geben oder anzunehmen. Für andere Stoffe ist zurzeit aufgrund analytischer Schwierigkeiten ein eindeutiger Befund nicht möglich. In Abhängigkeit vom Stoff und der Betrachtungsebene können sowohl Kläranlagenabläufe, landwirtschaftliche Erosion als auch die atmosphärische Deposition auf die Oberfläche des Sees die Einträge dominieren. Mit Bedachtnahme auf die große Zahl der in die aquatische Umwelt emittierten anthropogenen Spurenstoffe muss unabhängig von der Betrachtung von Einzelstoffen für den Neusiedler See eine ganz besondere Vulnerabilität für diese Form der Belastung diagnostiziert werden. Dies liegt vor allem an der Funktion des Sees als Stoffsenke. Persistente Spurenstoffe, die in den See gelangen, werden im Freiwasser aufkonzentriert oder in den Sedimentbereichen des Schilfs gespeichert, von wo sie allenfalls wieder mobilisiert werden können. Selbst wenn eine Vielzahl von schwer abbaubaren Spurenstoffen durch Ab- oder Umbau aus dem Freiwasser des Sees eliminiert wird, ist über die Endprodukte eines solchen Umbaus noch wenig bekannt bzw. sind diese aufgrund der Vielzahl möglicher Stoffe nicht gänzlich zu überwachen. Als Grundlage zur Entwicklung von Strategien für ein langfristiges und effizientes Management des Sees wäre ein regelmäßiges Monitoring von Spurenstoffen in See und Schilfgürtel deutlich zu verstärken, um Fehlentwicklungen im See frühzeitig erkennen zu können.