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Die Resttoxizität des Abwassers nach Ozonung war sehr gering, das heisst die Behandlung mit Ozon bewirkte bereits eine signifikante Verbesserung. Nur vereinzelt wurde zum Beispiel eine geringe mutagene Wirkung nachgewiesen. Diese negativen Effekte konnten durch die verschiedenen Nachbehandlungsverfahren weiter verringert oder eliminiert werden. Nach dem frischen GAK-Filter verringerten sich die Effekte im Fotosynthese-Hemmtest um weitere 66 Prozent. Dies ist vermutlich auf eine zusätzliche Entfernung von Mikroverunreinigungen durch den GAK-Filter zurückzuführen. Auch der beladene GAK-Filter brachte eine leichte Verbesserung. Insgesamt machte die geringe Resttoxizität nach der Ozonung es jedoch schwierig, zusätzliche Effekte der Nachbehandlungen in den Biotests zu bewerten. Die Ergebnisse für die Nachbehandlungen Sandfilter, Wirbelbett und Festbett waren nicht konsistent und erlauben keine Aussage.
Neue empfindliche Methoden
Eine Gewebeanalyse der Regenbogenforellen, die an der Universität Tübingen durchgeführt wurde, zeigte, dass nach der Ozonung der Gewebezustand der Forellenleber immer noch schlechter als bei unbelasteten Kontrolltieren war. Die Behandlung mit frischer GAK führte zu einem besseren Gewebezustand, während die anderen Nachbehandlungen nicht zu nachweisbaren Verbesserung führten. In den Forellen untersuchte Umwelttoxikologe Stephan Fischer von der Eawag auch Biomarker auf Genexpressionsebene. Diese zeigen an, ob und in welchem Mass die Organismen auf verschiedene Schadstoffgruppen reagieren. Die untersuchten Biomarker sind an Reaktionen wie der allgemeinen Stressantwort, oxidativem Stress, Umwandlung von Fremdstoffen, Regulierung des Immunsystems, hormoneller Wirkung und Reaktionen mit Schwermetallen beteiligt. Die meisten Biomarker waren nach dem biologisch gereinigten Abwasser erhöht. Die Ozonung verringerte dieses Signal. Die verschiedenen Nachbehandlungen erreichten weitere Veränderungen der Biomarkermuster, so dass sie denen der Kontrolltiere ähnlicher wurden, allerdings unterschieden sich diese weniger deutlich voneinander. Am deutlichsten war der positive Effekt nach dem relativ frischen GAK-Filter oder dem Festbett zu erkennen.
Fazit und Umsetzung
Die verwendeten Biotests bestätigten, dass die Ozonung die Schadstoffbelastung des Abwassers und damit ökotoxikologische Effekte auf der ARA Neugut deutlich verringert. Da das Abwasser nach der Ozonung nur noch sehr wenig toxisch war, konnten kaum Unterschiede in der Effizienz der verschiedenen Nachbehandlungen aufgezeigt werden. Wenn man die Ergebnisse der Biotests zusammenfasst, erbrachte einzig der frische GAK-Filter eine deutliche zusätzliche Reinigungsleistung zur Ozonung, die wohl durch eine zusätzliche Entfernung von Mikroverunreinigungen durch Sorption an den Filter zustande kommt. Bei den weiteren Nachbehandlungen konnte mit den meisten verwendeten Methoden keine konsistente Verbesserung nachgewiesen werden. Vereinzelt auftretende mutagene Effekte wurden jedoch durch alle Nachbehandlungsmethoden verringert, was auf ihre Effizienz bei der Entfernung von labilen Reaktionsprodukten hinweist.
Grundsätzlich ist in der Schweiz eine biologische Nachbehandlung nach der Ozonung erforderlich, um den biologisch abbaubaren gelösten organischen Kohlenstoff und potenziell toxische Produkte, die während der Ozonung entstehen, zu verringern. Diese Studie hat gezeigt, dass die Kombination von Ozonung und Aktivkohle (GAK-Filter) die grösste Reduktion von Ozonungsreaktionsprodukten und Ökotoxizität im behandelten Abwasser erzielt. Diese Behandlungskombination hat in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen und wird bereits in der Kläranlage Altenrhein in der Schweiz eingesetzt.