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Relevanz von Transformationsprodukten im Wasserkreislauf aus Sicht der Trinkwasserversorgung
Transformationsprodukte gelangen über Kläranlagen oder diffuse Eintragspfade in die Gewässer oder werden erst dort gebildet oder entstehen bei den Prozessen der Trinkwassergewinnung und -aufbereitung im Wasserwerk. Transformationsprodukte, die aus Spurenstoffen entstehen, treten bislang weder in unerwarteter Häufigkeit noch in sehr hohen Konzentrationen auf. An die Trinkwasseraufbereitung werden hohe Anforderungen gestellt. Jedes Aufbereitungsverfahren wirkt im Hinblick auf das formulierte Aufbereitungsziel niemals selektiv. Bei der Uferfiltration und künstlichen Grundwasseranreicherung sind Bildungsprozesse von Transformationsprodukten eher von untergeordneter Bedeutung. Oxidations- und Desinfektionsprozesse mit Ozon, Chlor und Chordioxid stehen aufgrund der zwangsläufigen Bildung unerwünschter Desinfektionsnebenprodukte unter kritischer Beobachtung. Naturgemäß ist das Transformationspotenzial von Spurenstoffen bei der Ozonung und Chlorung generell höher als bei der Behandlung mit Chlordioxid. Der Einsatz der Oxidations- und Desinfektionsmittel in der Wasserwerkspraxis erfolgt stets aus aufbereitungstechnischen Notwendigkeiten. Dem Bildungspotenzial von Transformationsprodukten wird dabei regulatorisch durch die Regelungen der §11- Liste und die entsprechenden Grenzwerte der TrinkwV für Bromat, THM und Chlorit Rechnung getragen. Es bleibt abzuwarten, ob einzelne aus Spurenstoffen gebildete Transformationsprodukte relativ zu den bislang gesetzlich geregelten Desinfektionsnebenprodukten bedeutsam sind und erweiterte Bewertungsgrundlagen notwendig machen; immerhin werden z.B. unvermeidbare Desinfektionsnebenprodukte bis in den zweistelligen µg/L-Bereich toleriert. Neben der Frage, welche und wie viele Transformationsprodukte gebildet werden, ist wünschenswert zu wissen. Um mögliche Risiken abschätzen zu können, bedarf nicht nur valider Konzentrationsangaben, sondern auch transparenter Untersuchungen zur toxikologischen Bedeutung sowie zur Entfernbarkeit der identifizierten Verbindungen in der nachgeschalteten Trinkwasseraufbereitung. Das ist nicht einfach, da für die identifizierten Transformationsprodukte zumeist keine chemischen Referenzstandards zur Verfügung stehen. Nach dem vom UBA entwickelten Bewertungskonzept besteht selbst für nicht bewertbare Stoffe eine gesundheitliche Sicherheit, wenn ein Vorsorgewert von 0,1 µg/L unterschritten wird. Entsprechend kann auch davon ausgegangen werden, dass die Transformation eines Spurenstoffs mit < 0,1 µg/L Ausgangskonzentration zu keinen relevanten Mengen an kritischen Transformationsprodukten führt. Dabei ist zu berücksichtigen, dass Transformationsprodukte in einer geringeren Konzentration auftreten als deren Ausgangssubstanzen. Grundsätzlich gilt es, die hygienische Sicherheit einerseits und das von den Transformationsprodukten ausgehende toxikologisch Risiko andererseits abzuwägen. Obwohl es richtig ist, beim Vorliegen von pathogenen Keimen oder dem Verdacht darauf der Desinfektion den Vorrang zu geben, erfordert ein nachhaltiger vorsorgender Gesundheitsschutz auch die Minimierung toxischer Transformationsprodukte. Dabei ist das Ausmaß der Bildung von Transformationsprodukten stark von der Konzentration der Ausgangsstoffe abhängig. Die Nutzung von Rohwässern, die als solche bereits hygienisch einwandfrei sind, gilt als Königsweg bei der Vermeidung von Transformationsprodukten. In Fällen, in denen auf eine Desinfektion nicht verzichtet werden kann, bleiben als primäre Steuerungsgrößen die Konzentration des Desinfektionsmittels und der Gehalt der natürlichen oder naturfremden organischen Ausgangsstoffe. Übergreifend ergibt sich daraus die Forderung nach einer möglichst optimalen Rohwasserqualität mit einem möglichst geringen Gehalt an Präkursoren und bedenklichen Mikroorganismen. Da oft die erwünschte Rohwasserqualität nicht verfügbar ist, muss bei der Wasseraufbereitung nachgebessert werden, um die hygienische Sicherheit mit minimalen Desinfektionsmitteln zu ermöglichen. Gerade im Hinblick auf die Vermeidung von Transformationsprodukten aus anthropogen eingetragenen Spurenstoffen ist der konsequente Schutz der Wasserressourcen die zentrale Voraussetzung für eine hohe Trinkwasserqualität. Hier kann die Situation erheblich durch gesetzliche Anwendungsbeschränkungen problematischer Stoffe und einen verbesserten Gewässerschutz entschärft werden. Dabei sollte insbesondere auf solche Stoffe hingewiesen werden, bei denen tatsächlich unter aufbereitungstechnischen oder toxikologischen Gesichtspunkten vorrangiger Handlungsbedarf besteht. Ein wesentlicher Ansatzpunkt müssen Behandlungsmaßnahmen an der Quelle sein. Auch sollten zukünftig bereits bei der Zulassung und Registrierung von Stoffen das Umweltverhalten und die Trinkwasserrelevanz, auch unter Berücksichtigung der Bildung von Transformationsprodukten, als Prüfkriterium vorgesehen werden.
Relevanz von Transformationsprodukten im Wasserkreislauf aus Sicht der Trinkwasserversorgung
Transformationsprodukte gelangen über Kläranlagen oder diffuse Eintragspfade in die Gewässer oder werden erst dort gebildet oder entstehen bei den Prozessen der Trinkwassergewinnung und -aufbereitung im Wasserwerk. Transformationsprodukte, die aus Spurenstoffen entstehen, treten bislang weder in unerwarteter Häufigkeit noch in sehr hohen Konzentrationen auf. An die Trinkwasseraufbereitung werden hohe Anforderungen gestellt. Jedes Aufbereitungsverfahren wirkt im Hinblick auf das formulierte Aufbereitungsziel niemals selektiv. Bei der Uferfiltration und künstlichen Grundwasseranreicherung sind Bildungsprozesse von Transformationsprodukten eher von untergeordneter Bedeutung. Oxidations- und Desinfektionsprozesse mit Ozon, Chlor und Chordioxid stehen aufgrund der zwangsläufigen Bildung unerwünschter Desinfektionsnebenprodukte unter kritischer Beobachtung. Naturgemäß ist das Transformationspotenzial von Spurenstoffen bei der Ozonung und Chlorung generell höher als bei der Behandlung mit Chlordioxid. Der Einsatz der Oxidations- und Desinfektionsmittel in der Wasserwerkspraxis erfolgt stets aus aufbereitungstechnischen Notwendigkeiten. Dem Bildungspotenzial von Transformationsprodukten wird dabei regulatorisch durch die Regelungen der §11- Liste und die entsprechenden Grenzwerte der TrinkwV für Bromat, THM und Chlorit Rechnung getragen. Es bleibt abzuwarten, ob einzelne aus Spurenstoffen gebildete Transformationsprodukte relativ zu den bislang gesetzlich geregelten Desinfektionsnebenprodukten bedeutsam sind und erweiterte Bewertungsgrundlagen notwendig machen; immerhin werden z.B. unvermeidbare Desinfektionsnebenprodukte bis in den zweistelligen µg/L-Bereich toleriert. Neben der Frage, welche und wie viele Transformationsprodukte gebildet werden, ist wünschenswert zu wissen. Um mögliche Risiken abschätzen zu können, bedarf nicht nur valider Konzentrationsangaben, sondern auch transparenter Untersuchungen zur toxikologischen Bedeutung sowie zur Entfernbarkeit der identifizierten Verbindungen in der nachgeschalteten Trinkwasseraufbereitung. Das ist nicht einfach, da für die identifizierten Transformationsprodukte zumeist keine chemischen Referenzstandards zur Verfügung stehen. Nach dem vom UBA entwickelten Bewertungskonzept besteht selbst für nicht bewertbare Stoffe eine gesundheitliche Sicherheit, wenn ein Vorsorgewert von 0,1 µg/L unterschritten wird. Entsprechend kann auch davon ausgegangen werden, dass die Transformation eines Spurenstoffs mit < 0,1 µg/L Ausgangskonzentration zu keinen relevanten Mengen an kritischen Transformationsprodukten führt. Dabei ist zu berücksichtigen, dass Transformationsprodukte in einer geringeren Konzentration auftreten als deren Ausgangssubstanzen. Grundsätzlich gilt es, die hygienische Sicherheit einerseits und das von den Transformationsprodukten ausgehende toxikologisch Risiko andererseits abzuwägen. Obwohl es richtig ist, beim Vorliegen von pathogenen Keimen oder dem Verdacht darauf der Desinfektion den Vorrang zu geben, erfordert ein nachhaltiger vorsorgender Gesundheitsschutz auch die Minimierung toxischer Transformationsprodukte. Dabei ist das Ausmaß der Bildung von Transformationsprodukten stark von der Konzentration der Ausgangsstoffe abhängig. Die Nutzung von Rohwässern, die als solche bereits hygienisch einwandfrei sind, gilt als Königsweg bei der Vermeidung von Transformationsprodukten. In Fällen, in denen auf eine Desinfektion nicht verzichtet werden kann, bleiben als primäre Steuerungsgrößen die Konzentration des Desinfektionsmittels und der Gehalt der natürlichen oder naturfremden organischen Ausgangsstoffe. Übergreifend ergibt sich daraus die Forderung nach einer möglichst optimalen Rohwasserqualität mit einem möglichst geringen Gehalt an Präkursoren und bedenklichen Mikroorganismen. Da oft die erwünschte Rohwasserqualität nicht verfügbar ist, muss bei der Wasseraufbereitung nachgebessert werden, um die hygienische Sicherheit mit minimalen Desinfektionsmitteln zu ermöglichen. Gerade im Hinblick auf die Vermeidung von Transformationsprodukten aus anthropogen eingetragenen Spurenstoffen ist der konsequente Schutz der Wasserressourcen die zentrale Voraussetzung für eine hohe Trinkwasserqualität. Hier kann die Situation erheblich durch gesetzliche Anwendungsbeschränkungen problematischer Stoffe und einen verbesserten Gewässerschutz entschärft werden. Dabei sollte insbesondere auf solche Stoffe hingewiesen werden, bei denen tatsächlich unter aufbereitungstechnischen oder toxikologischen Gesichtspunkten vorrangiger Handlungsbedarf besteht. Ein wesentlicher Ansatzpunkt müssen Behandlungsmaßnahmen an der Quelle sein. Auch sollten zukünftig bereits bei der Zulassung und Registrierung von Stoffen das Umweltverhalten und die Trinkwasserrelevanz, auch unter Berücksichtigung der Bildung von Transformationsprodukten, als Prüfkriterium vorgesehen werden.
Relevanz von Transformationsprodukten im Wasserkreislauf aus Sicht der Trinkwasserversorgung
Schmidt, Carsten K. (author)
2014
12 Seiten, Bilder, Quellen
Conference paper
German
Trinkwasseraufbereitung , Wasserkreislauf , Trinkwasserversorgung , Trinkwassergewinnung , Uferfiltration , biologischer Prozess , Gewässer , Wasserwerk , Trinkwasser , Aktivkohle , Kläranlage , Aufbereitungsverfahren , Grundwasser , Nebenprodukt , Ozonung , Chlorung , Entfernbarkeit , Oberflächenwasser , Desinfektion , Gesundheitsschutz , Wasseraufbereitung , Gewässerschutz
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