TransRisk. Charakterisierung, Kommunikation und Minimierung von Risiken durch neue Schadstoffe und Krankheitserreger im Wasserkreislauf

Transkript

1 TransRisk Charakterisierung, Kommunikation und Minimierung von Risiken durch neue Schadstoffe und Krankheitserreger im Wasserkreislauf T. Ternes, C. Prasse, M. Niethammer, U. Schulte-Oehlmann, W. Seitz, P. Cornel

2 Partner von TransRisk 15 Partner von 14 Instituten Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG), Koblenz, Goethe-Universität Frankfurt am Main (UF), Technische Universität Dresden (TUDr), Technische Universität Darmstadt (TUDa), Landeswasserversorgung (LW) Langenau, ECT Oekotoxikologie GmbH, Flörsheim (ECT), Institut für sozial-ökologische Forschung GmbH (ISOE) Frankfurt, Konrad-Zuse-Zentrum für Informationstechnik Berlin (ZIB), Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München, Technische Universität Berlin (TUB), Fa. Xylem Water Solutions Herford GmbH (XWS), Fa. Stulz-Planaqua GmbH (SPA) Bremen, Karlsruhe Institut für Technologie (KIT), Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.v. (DWA)

3 Übergeordnetes Ziel von TransRisk Charakterisierung, Kommunikation und Minimierung von Risiken, die von anthropogenen Spurenstoffen und Krankheitserregern im Wasserkreislauf ausgehen. Das daraus abgeleitete handlungsorientierte Risikomanagementkonzept wird unter Berücksichtigung sozialempirisch entwickelter Zielgruppenmodelle in der Beispielregion Donauried umgesetzt und in dem Projekt optimiert.

4 Gibt es Handlungsbedarf? Vorgeschlagene Umweltqualitätsnormen (UQN) für die Revision der Liste prioritärer Stoffe der Wasserrahmenrichtlinie vom vs. gemessene Konzentrationen in Flüssen 1 AA-EQS Diclofenac 100 ng/l EE2 0,035 ng/l gemessene Konzentrationen (BfG) ng/l < 1 ng/l (WWTP) 17 -Estradiol 0,40 ng/l 0, ng/l Irgarol 2,5 ng/l < 1 ng/l-19 ng/l 1 AA-EQS: Umweltqualitätsnorm als jährliche Durchschnittskonzentration (Proposal of the European Parliament and of the Council ( ))

5 Transformation von Acyclovir (ACV) im Wasserkreislauf O O O O N N Nitrifikation N N Ozonung HN N NH 2 H O N O OH N H NH 2 Acyclovir (ACV) N O OH O N H NH 2 Carboxy-ACV HN NH COFA O O OH ng/l ACV Carboxy-ACV Summe KA-Zulauf Ablauf Eliminierung 93 % - 453% keine

6 Untersuchung der Bakterientoxizität (Leuchtbakterien) Solvent control Kontrolle Carboxy-Acyclovir carboxy -ACV 40 ng 100 ng 200 ng 500 ng 1000 ng Solvent control Kontrolle COFA 40 ng 100 ng 200 ng 500 ng 1000 ng nicht (bakterien-)toxisch (bakterien-)toxisch!

7 TransRisk: Arbeitspakete (AP) Koordination und Management AP1 Risikomanagement AP4 Verbesserung der Reinigungsleistung kommunaler Kläranlagen Neuartige Krankheitserreger Risikocharakterisierung AP2 Gesundheitsschutz Beispielregion Donauried Umweltschutz Soziale und ökonomische Belange Reduzierung der Einträge Risikokommunikation AP3 Anthropogene Spurenstoffe Trinkwassergewinnung Kommunikation/Bildung

8 Wasserschutzgebiet (WSG) Donauried-Hürbe Geislingen Giengen Schutzzone III Hürbe Brenz Fassungen in Schutzzone I KA Halzhausen Lone A8 Ulm Langenau A7 KA Langenau KA Asselfingen Donau Nau A7 Günzburg A8 Entnahmestelle Leipheim/Donau Schutzzone II Wasserwerk Langenau Neu-Ulm KW Steinhäule, Ulm Illerkanal Iller

9 Wasserschutzgebiet (WSG) Donauried-Hürbe Geislingen Giengen Wasserdargebot aus Zuflüssen der Schwäbischen Alb (Karstgrundwasser) Wasserschutzgebiet Fläche: 517 km 2 Schutzzone II: 52 km 2 Ortschaften: 56 Gewerbefläche: 5,7 km² Kläranlagen: 19 Regenüberlaufbecken: 95 Autobahnen: 28 km Altlasten: 375 Schutzzone III KA Halzhausen Lone A8 Ulm Illerkana l Iller Langenau A7 KA Langenau Donau Neu-Ulm A7 KA Asselfingen Hürb e Nau Günzburg A8 Brenz KW Steinhäule, Ulm Wasserwerk Langenau Entnahmestelle Leipheim/Donau Fassungen in Schutzzone I Schutzzone II

10 Ziele des Arbeitspakets Risikocharakterisierung Leitung: Dr. Ulrike Schulte-Oehlmann Identifizierung, Kennzeichnung und Bewertung potentieller Schadwirkungen von neuen Problemstoffen und Krankheitserregern im Wasserkreislauf Wichtiger Schwerpunkt => Umfassende umweltchemische, (öko)toxikologische und mikrobielle Bewertung unterschiedlicher Abwasserbehandlungsverfahren

11 AP Risikocharakterisierung Trinkwassergewinnung Donauried Ökotoxikologische Untersuchungen (UF, ECT) Humantoxikologische Untersuchungen (LMU, ZIB) Umweltchemische Untersuchungen (BfG) Relevanz von Schadstoffen/pathogenen Org. für die humane und ökosystemare Gesundheit Umweltchemische Untersuchungen (LW) Mikrobiologische Untersuchungen (KIT) Abwasserreinigung KW Steinhäule, Ulm & Versuchsanlagen TUDa, TUB

12 Teilprojekt I in Arbeitspaket Risikocharakterisierung I) Mikrobiologische Untersuchungen Auftreten, Verhalten und Wirkpotential von Krankheitserregern Auswirkungen chemischer Belastungen auf natürliche mikrobielle Populationen Selektion von Antibiotikaresistenzen in Gesamtbiozönosen in Donauried Verantwortlich Karlsruhe Institut für Technologie (KIT) Institut für Funktionelle Grenzflächen, Abteilung Mikrobiologie Natürlicher und Technischer Grenzflächen, Dr. Thomas Schwartz

13 Teilprojekt II in Arbeitspaket Risikocharakterisierung II) Umweltchemische Untersuchungen Entwicklung neuer analytischer Methoden zur summarischen Erfassung funktioneller Gruppen und toxikologisch relevanter Substanzklassen Bestimmung toxikologisch relevanter Spurenstoffe, Transformations- und Oxidationsprodukte Verhalten von Spurenstoffen in unterschiedlichen Reinigungsstufen Verantwortlich Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) Referat Gewässerchemie, PD Dr. Thomas Ternes Zweckverband Landeswasserversorgung (LW) Betriebs- und Forschungslaboratorium, Dr. Wolfram Seitz

14 Teilprojekt III in Arbeitspaket Risikocharakterisierung III) Ökotoxikologische Untersuchungen Wirkung von Spurenstoffgemischen vor und nach technischer (Ab)- Wasseraufbereitung in in-vitro-assays und in-vivo-tests Kombination chemischer & ökotoxikologischer Verfahren (Bioassay-dirigierte Analysen toxikophorvermittelter Effekte) Einfluss multipler Stressoren auf ökotox. Endpunkte bei Invertebraten Verantwortlich Johann-Wolfgang-Goethe Universität Frankfurt am Main (UF) Abteilung Aquatische Ökotoxikologie, Dr. Ulrike Schulte-Oehlmann ECT Oekotoxikologie GmbH (ECT) Dr. Anja Coors

15 Teilprojekt IV in Arbeitspaket Risikocharakterisierung IV) Humantoxikologische Untersuchungen Digitalisierung & Modellierung biologischer Zielstrukturen wie Enzyme und Strukturproteine, die mit Transformationsprodukten interagieren Simulation von Wechselwirkungen von Zielstruktur/Transformationsprodukt- Paaren zur Identifizierung von Transformationsprodukt-Wirkklassen Identifizierung humantoxikologisch-relevanter Problemstoffen und TPs Verantwortlich Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) Walther-Straub-Institut für Pharmakologie und Toxikologie, PD Dr. Harald Mückter Konrad Zuse Zentrum für Informationstechnik Berlin (ZIB) Computational Molecular Design Group, Dr. Marcus Weber

16 Ziele des Arbeitspakets Risikomanagement Leitung: Prof. Dr.-Ing. Peter Cornel Entwicklung neuer und Bewertung bestehender emittentenbezogener Maßnahmen an kommunalen Kläranlagen zur Reduktion des Eintrages organischer Spurenstoffen und Krankheitserregern in die aquatische Umwelt. Wichtiger Schwerpunkt: => Minimierung prozessbedingter (öko)toxikologisch relevanter Transformationsprodukte

17 Teilprojekt I im Arbeitspaket Risikomanagement I) Untersuchung nachgeschalteter bzw. teilintegrierter Verfahrenskombinationen Chemische Oxidation von biologisch behandeltem Abwasser mittels Ozon + nachgeschalteter biologischer und adsorptiver Weiterbehandlung Erprobung und Ausarbeitung wesentlicher Verfahrens- und Dimensionierungsparameter Demonstrationsversuche im Projektgebiet (KW Steinhäule, Ulm) Verantwortlich Technische Universität Darmstadt (TUDa) + Xylem Water Solutions (XWS) Herford GmbH Fachgebiet Abwassertechnik, Prof. Dr.-Ing. Peter Cornel R&D Application Development, WEDECO Products, Arne Wieland

18 Teilprojekt II im Arbeitspaket Risikomanagement II) Entwicklung eines mikrobiologischen Verfahrens zur Elimination von organischen Spurenstoffen Isolierung und Anreicherung von potenten Mikroorganismen Entwicklung geeigneter Bioreaktoren und Prozesse Vermeidung von Transformationsprodukten Pilotierung auf Kläranlagen im Donauried und im Versuchsfeld der TU Darmstadt Verantwortlich Technische Universität Berlin (TUB) +Firma Stulz-Planaqua GmbH Arbeitsgruppe Umweltverfahrenstechnik, Prof. Dr.-Ing. Sven Geißen Arbeitsgruppe Umweltmikrobiologie, Prof. Dr. Ulrich Szewzyk STULZ-PLANAQUA GmbH, Dr. Sven Lübbecke

19 Teilprojekt III im Arbeitspaket Risikomanagement III) Abbau organischer Spurenstoffe im Labormaßstab Kombination von Nitrifikation und chemischer Oxidation mittels Ozon Chemische Analysen auf Einzelsubstanzen, kolorimetrische Toxikophoren- Assays, massenspektrometrische Verfahren Bewertung der Versuche der TUB und TUDa anhand zuvor genannter Methoden Verantwortlich Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) Referat G2 - Gewässerchemie, Diplom-Geoökologe Carsten Prasse, PD Dr. Thomas Ternes,

20 Ziele des Arbeitspakets Risikokommunikation Leitung: Prof. Dr. Manuela Niethammer I) Sensibilisierung der Risikowahrnehmung der breiten Öffentlichkeit mit dem Ziel der Verhaltensänderung durch Entwicklung eines zielgruppenspezifischen Social-Marketing-Konzepts II) Erweiterung der Kompetenzen des Fachpersonals im Umweltschutz durch zielgruppenspezifische Bildungsmaßnahmen III) Sensibilisierung und Befähigung von Lehrenden der Berufs- und Allgemeinbildung als Multiplikatoren der Risikokommunikation

21 Struktur des AP Risikokommunikation Risikokommunikation im beruflichen Kontext Professionelle Akteure im Umweltschutz Risikokommunikation im Alltagskontext Bevölkerung Analyse der Ergebnisse der Risikocharakterisierung und des Risikomanagements Analyse der Potenziale der Ordnungsmittel sowie gegebener Lehrmaterialien für die Schulung von Umweltbewusstsein Bedarfe Entwicklung zielgruppenspezifischer Aus- und Weiterbildungskonzepte mit dem Ziel der Entwicklung beruflicher Handlungskompetenz Transdisziplinäre Kooperation Sozialempirische Erhebung lebensstilspezifischer Risikowahrnehmungen (Typologie) Analyse bisheriger Kommunikationsmaßnahmen Bedarfe Entwicklung eines zielgruppenspezifischen Social-Marketing- Konzepts mit dem Ziel der Sensibilisierung und Vermittlung von Wissen Bildungsmaßnahmen Nachhaltige Umsetzung von und Kommunikationsmaßnahmen durch überregionale Praxispartner und Vorortakteure in der Region Donauried

22 Dank für die finanzielle Unterstützung BMBF Danke für Ihre Aufmerksamkeit