Transformation of Wastewater‐derived Dissolved Organic Matter below Leaky Sewers — Fate of Amino Acids and Carbohydrates

Due to defects in sewerage systems, wastewater might contaminate groundwater. The aim of the study was to analyse the removal efficiency of organic matter from wastewater after trickling through columns filled with sand. Size-exclusion chromatography (SEC) coupled to on-line UV, dissolved organic carbon (DOC), and dissolved nitrogen (DN) detection as well as the analysis of amino acids (AA) and carbohydrates (CH) were employed as analytical tools to investigate structural changes of the dissolved organic matter (DOM). The DOC removal in the columns accounted for about 80 % based on the DOC concentration of the influent. The chromatograms gained by DOC detection showed three fractions: 1) colloids and polysaccharides, 2) humic material, and 3) low-molecular-weight compounds. The DOM present in fractions 1 and 3 was removed to a much higher extent (95 %, 90 %) than the DOM in fraction 2 (54 %) indicating ongoing humification processes. At the same time, highly bioavailable organic N compounds were lost, whereas N fractions bound to humic material remained. AA and CH belonged to the bioavailable fraction of the DOM. Despite the considerable variations of the ratios of AA and CH carbon to the DOC, a fairly constant pattern of the relative concentrations of the compounds was found. After acid hydrolysis of the column inflows, the AA pattern was dominated by glycine, alanine, glutamic acid, and aspartic acid, and the CH pattern by glucose. The relatively high concentrations of rhamnose and fucose in comparison to arabinose and xylose showed the strong microbial influence on the DOM composition. Transformation abwasserburtiger, geloster organischer Materie unterhalb von Kanalleckagen — Verbleib von Aminosauren und Kohlenhydraten Als Folge von Schaden im Kanalsystem kann es zur Verunreinigung von Grundwasser durch Abwasser kommen. Das Ziel dieser Arbeiten war es, die Effizienz der Eliminierung der organischen Materie von Abwasser bei Versickerung in mit Sand gefullten Saulen zu untersuchen. Zur Charakterisierung der strukturellen Veranderungen der gelosten organischen Materie (DOM) wurden die Grosenausschlusschromatographie gekoppelt mit Online-Detektion der UV-Absorption, des gelosten organischen Kohlenstoffs (DOC) und des gelosten Stickstoffs (DN) sowie die Analytik von Aminosauren (AA) und Kohlenhydraten (CH) eingesetzt. Die DOC-Eliminierung in den Saulen betrug etwa 80 %, bezogen auf die DOC-Konzentration des Zulaufs. Die Chromatogramme mit DOC-Detektion zeigten drei Fraktionen: 1) Kolloide und Polysaccharide, 2) huminstoffartiges Material und 3) niedermolekulare Verbindungen. Die DOM der Fraktionen 1 und 3 wurde in einem viel groseren Ausmas eliminiert (95 %, 90 %) als die DOM der Fraktion 2 (54 %), was auf fortschreitende Humifizierung hindeutet. AA und CH gehorten zur bioverfugbaren Fraktion der DOM. Trotz beachtlicher Variationen bezuglich der Konzentrationen an AA- und CH-Kohlenstoff, bezogen auf den DOC, wurde ein relativ konstantes Muster bezuglich der relativen Konzentrationen gefunden. Glycin, Alanin, Asparaginsaure und Glutaminsaure wurden als wichtigste AA nach Saurehydrolyse in den Saulenzulaufen nachgewiesen, Glucose als wichtigstes CH. Die in Bezug auf Arabinose und Xylose relativ hohen Konzentrationen an Rhamnose und Fucose zeigten den starken mikrobiellen Einfluss auf die Zusammensetzung der DOM.