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UV-Strahlung zur Neutralisierung von hormonellen Spurenstoffen

Durch Düngemittel, industrielle Abwässer, aber auch durch Haushaltsabwässer und die unsachgemäße Entsorgung von Medikamenten gelangen hormonelle Spurenstoffe ins Wasser. Solche endokrine Disruptoren (EDR), können schon in kleinsten Mengen den menschlichen Hormonhaushalt stören und stehen im Verdacht Krebs zu erregen. Bisher sind über 200 verschiedene EDR bekannt; sie stammen aus Kunststoffen, Weichmachern oder Arzneimitteln.

In den letzten Jahren rückten diese Stoffverbindungen verstärkt in den Fokus von Kommunen, Wissenschaftlern und Wasserversorgern. Ein Innovationsfondsprojekt aus dem Jahr 2009 entwickelte beispielsweise eine vereinfachte und kostengünstigere Nachweismethode für diese Stoffgruppe. Wissenschaftler des Instituts für Umweltmedizin und Krankenhaushygiene der Universitätsklinik Freiburg erproben nun ein Verfahren, das die EDR mit UV-Strahlung neutralisiert. Die so gennante UV-Photolyse lockert die chemischen Bindungen der EDR-Komplexe, so dass diese mit Sauerstoff oxidieren und dabei ihre hormonelle Wirkung verlieren. Kläranlagen verwenden dieses Verfahren schon, um Abwässer zu desinfizieren. Über die Auswirkungen auf EDR ist jedoch noch wenig bekannt.

Zunächst erstellen die Wissenschaftler eine Übersicht der bekannten vorkommenden Stoffe im Wasser, u.a. mit Hilfe von Gewässerproben aus der Region. Anschließend simulieren Computermodelle die hormonelle Wirkung von Einzelsubstanzen. In einem Versuchsreaktor erproben die Forscher dann, wie diese Substanzen und ihre Gemische auf UV-Bestrahlung reagieren und untersuchen die Eigenschaften der dabei entstehenden Abbauprodukte. Mit dem Computermodell und Laborversuchen liefert das Projekt grundlegende Daten, die dabei helfen sollen, langfristig Richtwerte für hormonelle Spurenstoffe fest legen zu können und Verfahren zur Neutralisierung von EDR zu entwickeln.

Darstellung dreier wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt

  • Es wurden zahlreiche östrogen-aktive Substanzen im Abwasser der Region FR mittels biologischem Screening-Verfahren detektiert. Eine konventionelle Klärung erreicht keine vollständige Elimination der Östrogenität. Eine Sandfiltration als 4. Reinigungsstufe reduzierte die östrogene Aktivität weiter.
  • Die Effizienz des UV-Abbaus ist neben der Bestrahlungsdauer stark von den Substanzen und deren Konzentrationen abhängig. Eine Zugabe von H2O2 kann nicht pauschal als vorteilhaft bewertet werden. Das Kosten-Nutzen-Verhältnis ist als eher negativ einzustufen.
  • Die humane Telomerase wurde als möglicher, neuer Endpunkt endokriner Disruption identifiziert. Dies hat Implikationen für die menschliche Gesundheit aufgrund möglicher Einflüsse auf Zellalterung und Krebsentstehung. Die präliminären Ergebnisse sollten weiter untersucht werden.

Projektdaten

Projektnummer 2013-10
Projektart Forschung und Studien
Projektträger Uniklinik Freiburg, IUK
Laufzeit Mai 2013 bis Dezember 2016
Zuschuss 248.502

Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael  Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

seismische Datenoptimierung
Neuried

Neubewertung seismischer Daten

Das Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau beim RP Freiburg (LGRB) und die Gemeinde Neuried erstellten gemeinsam eine Projektstudie Tiefe Geothermie (Hydrogeothermie) über die Optimierung geophysikalischer Untersuchungen am Beispiel Neuried durchzuführen. Hierbei wurden bereits vorliegende Daten aus Untersuchungen der 70-er und 80-er Jahren neu ausgewertet und mittels neuer Messungen deren Eignung für die Planung oder als Ersatz für neue Untersuchungen getestet. Das LGRB erstellte eine Übersicht der im Archiv vorhandenen älteren seismischen Messungen und erarbeitete eine Empfehlung für Kommunen im badenova-Marktgebiet, wie diese das Thema seismischer Untergrunderkundung sinnvoll angehen können und welche Unterstützung des LGRB hierbei anbieten kann. Alte geographische Untersuchungsdaten und Analysen, die für Geothermieprojekte relevant sein könnten, gibt es vielerorts. Inwieweit sie sich aber dafür eignen, aktuelle Projekte zu planen ist unsicher. Um das herauszufinden verglich die Gemeinde Neuried zusammen mit dem Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau beim Regierungspräsidium Freiburg (LGRB) verglich alte Daten aus den 70er und 80er Jahren mit neuen Untersuchungen. Anschließend erarbeiteten sie einen Leitfaden, der es zusammen mit einer Übersicht anderen Kommunen erlaubt, ähnliche Daten in ihre Geothermieprojekte mit einzubeziehen. Das Projekt kann Gemeinden die ohnehin schon kostenintensiven Analysen etwas erleichtern. In Neuried half es dabei, Informationen zu sammeln für das geplante Geothermiekraftwerk auf dem Erlaubnisfeld Neuried-Ichenheim, dass auf heißes Wasser in mehreren Tausend Metern Tiefe angewiesen ist.

Anwendung eines innovativen kommunalen Projektierungsverfahrens zur umfassenden Nutzung erneuerbarer Energien
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Gesamtkonzept für erneuerbare Energien im Gebäudebestand

Während es bereits zahlreiche Konzepte und Methoden gibt um Neubaugebiete möglichst energieeffizient zu gestalten, fehlt es noch an planerischen Mitteln für den Gebäudebestand. Gleichzeitig ist die Situation dort, wo die Energiestrukturen schon ausgebaut sind, besonders komplex. Interessen und Wünsche von Strom- oder Wärmenetzbetreibern, von Industrie, Hausbesitzern oder Mietern wollen berücksichtigt werden. Gleichzeitig fragen zunehmend Unternehmen oder Privatleute bei den Verwaltungen an, weil sie eine Biogasanlage, ein Holzhackschnitzelheizwerk oder eine Photovoltaikanlage errichten möchten. Die Kommunen müssen dann entscheiden, welche Lösungen auf lange Sicht umweltfreundlicher und wirtschaftlicher sind. Für diesen Entscheidungsprozess ein verlässliches Instrument zu finden, war Ziel des Projektes. Erster Schritt war ein Kriterienkatalog, der berücksichtigt, wie sich ein Vorhaben auf Umwelt und Klima auswirkt, wie es sich in die vorhandene Infrastruktur einfügt und wie groß das Potential an erneuerbaren Energien ist. Letzteres hatte die Stadt bereits 2007 in einem früheren Innovationsfondsprojekt, dem Biomassekonzept überprüft. Damals konzentrierte man sich auf die Analyse des Biomassepotentials in Lörrach und nannte noch keine konkreten Maßnahmen. Nun forderte die Stadt dazu auf, für die Stadtteile Haagen, Hauingen und Brombach Projektideen einzureichen, um sie anhand des Kriterienkatalogs zu prüfen. 2007 entstand bereits der Arbeitskreis Energie, der auch am jetzigen Vorhaben beteiligt ist und über die regionalen Aspekte urteilt. Zudem evaluierte ein Ingenieurbüro die Vorschläge auf fachlicher Ebene. Beide Seiten erstellten ein Gesamtkonzept, das den jeweiligen Teilort nach seiner Rolle in der Stadt beurteilt und die beste Kombination aus Kraftwerken und Energieformen aufzeigt. Lörrach bietet mit dem neuen Projektierungsverfahren ein Instrument, um ganze Stadtteile auf Bioenergie umstellen zu können und gezielt ökologisch und ökonomisch sinnvolle Investitionen anzustoßen. Weitere Informationen auf der Homepage der Stadt Lörrach.