Aktuelle und zukünftige Auswirkungen des Klimawandels erzeugen einen erhöhten Wasserbedarf in der Landwirtschaft in Deutschland, sodass das Thema „Abwasserwiederverwendung“ an Bedeutung gewinnt. Neue Gesetzgebungen auf europäischer Ebene legen dabei einheitliche Mindestanforderungen an die Qualitätskriterien zur landwirtschaftlichen Nutzung fest. Ziel des Vorhabens FlexTreat ist es, durch die Entwicklung und Demonstration flexibler und an die landwirtschaftlichen Bedürfnisse angepasster technischer und naturnaher Aufbereitungssysteme die sichere Wasserwiederwendung zu fördern.
Veranlassung
FlexTreat adressiert und unterstützt die zentralen Ziele der Fördermaßnahme zum Thema „Wassertechnologien: Wiederverwendung“ im Bundesprogramm „Wasser-Forschung und Wasser-Innovationen für Nachhaltigkeit – Wasser: N“ innerhalb des Rahmenprogramms „Forschung für Nachhaltige Entwicklung“ (FONA). Die angestrebte Erhöhung der Wasserverfügbarkeit unter Berücksichtigung und Minimierung möglicher Risiken verbessert die Nutzung der Ressource Abwasser in der landwirtschaftlichen Bewässerung. Hier setzt FlexTreat an und untersucht/optimiert die Reinigungsleistung innovativer, weitergehender Abwasserbehandlungsverfahren. Am Standort Braunschweig wird die Ozonung zur Aufbereitung eingesetzt. Mit innovativen Verfahren des Non-Target-Screenings (NTS) wird in der BfG das Vorkommen und der Verbleib von Spurenstoffen vor und nach Ozonung, sowie in bewässerten, bepflanzten Beeten untersucht. Mit innovativen Target-Verfahren wird zudem die Aufnahme ausgewählter Substanzen in Pflanzenmatrices untersucht.
Ziele
- Einsatz des NTS zur Erfassung bekannter und unbekannter Substanzen in der Wasseraufbereitung
- Ermittlung des Verbleibs von Spurenstoffen im Wasser-Boden-Pflanzen-System durch innovative Target- und Non-Target-Methoden
- Entwicklung und Validierung von Extraktions- und Analysemethoden zur Erfassung von Spurenstoffen in verschiedenen Pflanzenmatrices
- Ermittlung des Spurenstofftransfers in den Aquifer
- Bewertung der stofflichen Risiken bei der landwirtschaftlichen Nutzung von gereinigtem Abwasser
Ergebnisse
- Die NTS-Methode wurde für die Quantifizierung ausgewählter Spurenstoffe validiert.
- Erste Ergebnisse zeigen die deutlich erweiterte Aufreinigung des kommunalen Abwassers durch den Einsatz der Ozonung, allerdings auch die Bildung von bekannten und unbekannten Transformationsprodukten, die die anschließende Filtration passieren können.
- Über die Mikrowellen-assistierte Extraktion von Spurenstoffen aus Pflanzenmatrices konnten bereits verschiedene Spurenstoffe in Wurzeln, Halmen und Blättern von Pflanzen aus einem Retentionsbodenfilter nachgewiesen werden, was deren generelles Potenzial zur Aufnahme in Pflanzen zeigt.
Ausblick auf die nächsten Jahre
- weitere Untersuchungen am Standort Braunschweig zur Reinigungsleistung der eingesetzten Verfahren
- Entwicklung von Algorithmen zur Auswertung der NTS-Daten mit dem Ziel einer Priorisierung und Identifizierung von Substanzen, die bis ins Grundwasser vordringen und/oder in Nutzpflanzen angereichert werden
- Beprobung und Untersuchung von Boden und verschiedenen Energie- und Verzehrpflanzen aus mit ozoniertem Wasser gewässerten Hochbeeten
