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AbstractPolycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are a widespread group of organic contaminants whose presence in water bodies is cause of severe concern. With few exceptions, the majority of PAHs is hydrophobic, presents a high adsorption affinity, and is thus primarily transported within river systems during high-flow events together with suspended particulate matter (SPM). Evidence exists of analytical challenges related to the incomplete extraction of PAHs adsorbed to solids and thus to a potential negative bias in the chemical analysis of PAHs in bulk water samples with high SPM content. Despite this, partly due to the elevated efforts required to collect representative samples containing sufficient SPM for the separate PAH analysis in this matrix, several investigations rely on the analysis of aqueous samples. This study tests the hypothesis that surveys based exclusively on bulk water may lead to a systematic underestimation of the real contamination level and transport of PAHs in rivers. Six high-turbidity events were examined in three Austrian rivers applying time-integrated sampling and simultaneously analyzing PAHs in total bulk water, filtered water, SPM, and supernatant. Despite an unavoidable degree of uncertainty in such challenging sampling scheme, the results indicate that measurements performed with best available standard methods in bulk water samples determined in average only about 40% of the theoretically expected total PAHs concentrations derived from the analyses in SPM. Such deviation has important implications for the reliable assessment of the compliance with environmental quality standards as well as for surveys aimed to estimate riverine loads, validate emission models, and understand the transport dynamics of PAHs in rivers. Whereas the first objective, e.g., in European countries, is alternatively achieved via monitoring in biota, the latter ones require efforts directed to complement monitoring campaigns with separate sampling of SPM, with monitoring of suspended solids transport to appropriately select and interpret the results of water samples and to improve the chemical analysis of PAHs in bulk water samples with high solids content.

ZusammenfassungIn den letzten Jahren kam es zu einem Paradigmenwechsel bei Kläranlagen, der den alleinigen Zweck der Abwasserreinigung um eine zusätzliche Funktion der Ressourcenrückgewinnung erweiterte. Dieser Wandel geht mit der Entwicklung neuer Rechtsvorschriften einher, die eine bessere Ressourcenrückgewinnung aus dem Abwasser ermöglichen wollen. Lange Betriebszeiten und eine Vielzahl von Behandlungsanforderungen verlangen jedoch gründliche Untersuchungen, wie eine Ressourcenrückgewinnung nachhaltig umgesetzt werden kann. Um Grundlagen für die Ausarbeitung einer neuen Gesetzgebung speziell für die Rückgewinnung von Phosphor (P) zu erarbeiten, wurde 2017 eine Umfrage zur österreichischen Kläranlageninfrastruktur durchgeführt. Der Fokus dabei lag auf Informationen zu Phosphor-Entfernung, Schlammbehandlung und -entsorgung sowie der Schlammqualität aller Kläranlagen über 2000 Einwohnerwerte (EW). Die erhobenen Daten wurden zuerst auf Vollständigkeit und Plausibilität geprüft und dann einer umfassenden Analyse unterzogen. Die vorliegende Studie stellt die wichtigsten Erkenntnisse der Datenanalyse vor und leitet daraus Überlegungen ab, die für eine zukünftige Rückgewinnung von P aus Abwasser zu berücksichtigen sind.

ZusammenfassungDie anthropogen verursachte Schadstoffbelastung stellt für das Ökosystem ein potenzielles Risiko dar, weshalb in der EU-Wasserrahmenrichtlinie Zielzustände definiert wurden, um eine nachhaltige Nutzung von Oberflächengewässern auch zukünftig zu sichern. Die hohe Anzahl an Schadstoffen, die oft auch nur in sehr geringen Konzentrationen in der aquatischen Umwelt auftreten, erschweren jedoch deren Nachweis. Die Erforschung der Eintragspfade in Fließgewässer, die Schadstoffmobilität sowie deren mögliche Folgen stellen daher eine besondere Herausforderung dar. Für die Ermittlung der auftretenden Nährstoffe, Schwermetalle und Spurenstoffe wurden deshalb unterschiedliche Messgeräte und Probenahmetechniken entwickelt, die eine Beprobung der Schwebstoffe, der Sedimente und des Oberflächenwassers ermöglichen. Hierbei zeigen sich je nach Methode Vor- und Nachteile, wobei oft eine Limitierung der Anwendbarkeit auf mittlere bis große Gewässer besteht. Für die Ermittlung der Schadstoffkonzentrationen in kleinen Gewässern mit geringen Fließgeschwindigkeiten gibt es hingegen nur eine kleine Auswahl an Messmethoden, die jedoch meist eine gute Infrastruktur vor Ort benötigen. In diesem Beitrag wird gezeigt, dass eine adaptierte Version eines mobilen Geschiebefängers zum Sammeln einer ausreichenden Menge Feinmaterial (Korngrößen <1 mm) sowie Schwimmstoffe genutzt werden kann, um diese anschließend im Labor auf Schadstoffkonzentrationen untersuchen zu können. Die ersten Untersuchungen zeigen hierbei interessante Erkenntnisse in Bezug auf die Verteilung der Schadstoffkonzentrationen und auf das Forschungspotenzial im Bereich des Schadstoffeintrags und -transports in kleinen Einzugsgebieten (<100 km2).