NanoSuppe – Verhalten von synthetischen Nanopartikeln im Wirkungspfad Abwasser – Klärschlamm – Pflanze am Beispiel TiO2, CeO2, MWCNT und Quantum dots
Im Abwasserreinigungsprozess ist der Verbleib der Nanopartikel von besonderem Interesse. Wesentliche Wissenslücken zum Verhalten von Nanopartikeln in Klärschlamm sowie deren Wirkungspfade bei weiterer Verwendung des Klärschlamms sind vorhanden. Deshalb soll in diesem Projekt der Einfluss von typischen Prozessabläufen bei der Klärung kommunaler und industrieller Abwässer auf Nanopartikel gemeinsam mit drei Kläranlagenbetreibern untersucht und relevante Stoffpfade und Prozesse identifiziert werden.
Anhand einer möglichen Partikelaufnahme durch Pflanzen soll die Verteilung der Partikel aus Klärschlämmen in der Umwelt untersucht werden. Dazu wird bei verschiedenen Entwicklungsstadien der Pflanze die Nanopartikelaufnahme und entsprechende Wirkmechanismen erforscht. Zudem sollen mittels Transportstudien die Verfügbarkeit der Nanopartikel in Böden untersucht werden. Als methodische Besonderheit und wesentlicher experimenteller Vorteil werden radiomarkierte Nanopartikel in den Untersuchungen eingesetzt. Dies ermöglicht den Nachweis von Nanopartikeln unter den zu erwartenden niedrigen „realen“ Konzentrationen in hoch komplexen Umgebungen, da von der Hintergrundkonzentration unterschieden werden kann.
Der Einsatz radiomarkierter Partikel erfolgt an realen Wasser-, Boden- und Pflanzenproben ausschließlich im Labor. Die Proben durchlaufen Behandlungsschritte identisch zu denen, die sie auch im Klärwerk sowie den weiterführenden Prozessen, z.B. der Klärschlammbearbeitung und der Ausbringung desselben als Dünger erfahren würden, bis hin zur möglichen Aufnahme in die Pflanze. Damit werden Prozessuntersuchungen und die Erarbeitung von Detailkenntnissen über das Verhalten von Nanopartikeln während der unterschiedlichen Wasserreinigungsstufen bis hin zum Klärschlamm – Boden – Pflanze-System möglich.
Forderungen zum Schutz der Umwelt sollen abgeleitet und gegebenenfalls gemeinsam mit den Kläranlagenbetreibern Vorschläge für die verfahrenstechnische Optimierung der Klärprozesse erarbeitet werden. Durch die enge fachübergreifende Kooperation einer Forschungseinrichtung mit zwei Industriepartnern und drei kommunalen Betreibern bestehen gute Aussichten auf eine erfolgreiche Bearbeitung dieser komplexen Fragestellung.
