Verbundprojekt Projektverbund PRiMaT Astrid Thoma & Frank Sacher DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW)

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Regina Fromm
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1 PRiMaT Präventives Risikomanagement in der Trinkwasserversorgung Verbundprojekt Projektverbund PRiMaT Astrid Thoma & Frank Sacher DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW)

2 PROJEKTÜBERBLICK Ziel: Erarbeitung eines risikobasierten Gesamtkonzeptes zum Umgang mit Spurenstoffen und Krankheitserregern in der Trinkwasserversorgung Projektbeginn: Projektlaufzeit: 3 Jahre 18 Partner 12 Kooperationspartner 6 Praxispartner Koordination: TZW 3 Themenschwerpunkte Risikoanalyse Risikominderung Risikokommunikation 15 Begleitprojekte (BP) 26 Arbeitspakete (AP)

2011 Projektlaufzeit: 3 Jahre 18 Partner 12 Kooperationspartner 6 Praxispartner Koordination:

3 PROJEKTPARTNER

4 RISIKOANALYSE LP 1 Modelle und Konzepte zur Gefährdungsanalyse (TZW, badenova, BWV, Gelsenwasser, Hessenwasser, IfW, LTV Sachsen, RheinEnergie) BP 1-1 BP 1-2 BP 1-3 BP 1-4 BP 1-5 Entwicklung und Validierung molekularbiologischer Methoden zum Nachweis von Krankheitserregern (TZW, IfW, RUB) Testverfahren zur Beurteilung der Trinkwasserrelevanz von Mikroverunreinigungen und Nanopartikeln (TZW, IfW) Wirksamkeit von Aufbereitungs- und Desinfektionsverfahren zur Elimination von Krankheitserregern (TZW, RUB, IPhT, IfW) Stoffkataster (Problemstoffe mit Trinkwasserrelevanz) (IfW, TZW, RUB) Beurteilungsgrundsätze für Monitoringkonzepte (RheinEnergie, TZW)

Trinkwasserrelevanz von Mikroverunreinigungen und Nanopartikeln (TZW, IfW) Wirksamkeit von Aufbereitungs- und Desinfektionsverfahren zur Elimination von

5 RISIKOMINDERUNG BP 2-1 BP 2-2 BP 2-3 BP 2-4 BP 2-5 BP 2-6 BP 2-7 LP 2 Technische/organisatorische Maßnahmen zum Risikomanagement bei Wasserversorgern (IfW) Innovative Oxidationsverfahren für Schadstoffe und Krankheitserreger (TZW, Verbund-Wasserwerk Witten) Stimulierung des biologischen Abbaus (TZW, IfW) Prüfung auf Bildung von Transformationsprodukten (TZW, RheinEnergie, Hydrotox) Selektive Schadstoffentfernung mittels Elektrodialyse (Deukum, TZW) Selektive Adsorber- und Austauschmaterialien (Blücher, Gelsenwasser, IfW, Wasserwerke Westfalen) Kosten-Nutzen-Analyse für Maßnahmen der Emissionsminderung (RUFIS, IfW) Organisatorische Emissionsminderungsmaßnahmen (IfW, TZW)

Transformationsprodukten (TZW, RheinEnergie, Hydrotox) Selektive Schadstoffentfernung mittels Elektrodialyse (Deukum, TZW) Selektive Adsorber- und Austauschmaterialien

6 INNOVATIVE OXIDATIONSVERFAHREN (BP 2-1) Ziele: Entfernung von Spurenstoffen vor der Bodenpassage mittels erweiterter Oxidation. Verfahrensvergleich: Elektrokatalytisches Verfahren (PAni) und klassisches AOP Verfahren (O 3 -H 2 O 2 ) Weitergehende Aufbereitung mit Augenmaß So viel Natur wie möglich, so viel Technik wie nötig! Spurenstoffelimination durch erweiterte Oxidation (AOP) Verfahrensvergleich in Versuchsanlagen

Verfahrensvergleich: Elektrokatalytisches Verfahren (PAni) und klassisches AOP Verfahren (O 3 -H 2 O 2 )

7 INNOVATIVE OXIDATIONSVERFAHREN (BP 2-1) Entnahme aus dem Mühlengraben (Nebenarm der Ruhr) Öl- und Treibgutsperre Rechen Pulverkohle: Zugabe zu den Filtern Wassergewinnung 3 Weide Bommern Fläche: m² Wassergewinnung 1 Apfelweide Fläche: m² Brandt sche Wiese Trinkwasseraufbereitung Versuchsanlagen Schnellfilteranlage: 5 Einschichtfilter mit Adsorption an Aktivkohle (VarPAC-Verfahren des TZW) zur Grundwasser-Anreicherung Schnellfilteranlage I = Ruhrwasserbehandlung WGA Apfelweide WGA auf der Bleiche 3 Langsamsandfilter 2 Langsamsandfilter mit m 2 Gesamtfl. mit m 2 Gesamtfl. Wassergewinnung 2 Auf der Bleiche Fläche: m² Uferfiltrat Untergrundpassage Grundwasser Fassung: 47 Brunnen Fassung: Horizontalhochwasserdicht Sickerleitungen (450 m) Heberleitung Hauptsammelbrunnen Heberleitung der Trinkwasser- Uferfiltrat Aufbereitungsanlage, WGA Weide Bommern Galerie mit 29 Brunnen weiter: Bild 2 Grundwasser RiSKWa Kick-off Meeting 7./

(VarPAC-Verfahren des TZW) zur Grundwasser-Anreicherung Schnellfilteranlage I = Ruhrwasserbehandlung WGA Apfelweide WGA auf der Bleiche 3 Langsamsandfilter 2 Langsamsandfilter mit 21.600 m 2 Gesamtfl.

8 STIMULATION DES BIOLOGISCHEN ABBAUS (BP 2-2) Ziel: Gezielte Stimulation des Bioabbaus bei der Bodenpassage zur weitergehenden Entfernung von Schadstoffen und Transformationsprodukten Kombination von elektrochemischen Abbau und mikrobiologischem Abbau Untersuchung des biologischen Abbaus unter praxisrelevanten Redoxbedingungen (aerob/anaerob) elektrochemische Behandlung bei verschiedenen Betriebsbedingungen (z.b. Elektrodenmaterial, Strom/Spannung, Dauer)

und mikrobiologischem Abbau Untersuchung des biologischen Abbaus unter praxisrelevanten Redoxbedingungen

9 PRÜFUNG AUF BILDUNG VON TRANS- FORMATIONSPRODUKTEN (BP 2-3) Test- Substanzen Oxidative Aufbereitungsverfahren Biologischer Abbau, Bodenpassage Reaktionsmischung Strukturaufklärung mittels chemischer Analytik (TZW) HPLC/DAD und MS qtof IC-ICP-MS GC-MS, NMR, UV-Vis Bewertung gentoxischer Effekte: - bakterielle Mutagenitätstests (RheinEnergie) umu-test Ames-Fluktuationstest - Gentoxizitätstests mit Säugerzellen (Hydrotox) V79 In-vitro Micronucleus Test V79 Alkalischer Comet-Assay

qtof IC-ICP-MS GC-MS, NMR, UV-Vis Bewertung gentoxischer Effekte: - bakterielle Mutagenitätstests (RheinEnergie)

10 SELEKTIVE SCHADSTOFFENTFERNUNG MITTELS ELEKTRODIALYSE (BP 2-4) Ziel: Einsatz der Elektrodialyse zur selektiven Entfernung von Spurenstoffen aus Rohwässern und Konzentraten von NF-/LPRO-Anlagen Adsorption von Schadstoffen an verschiedenen Elektrodialyse-Membranen Regeneration von Elektrodialyse-Membranen Kleintechnische Versuche

Konzentraten von NF-/LPRO-Anlagen Adsorption von Schadstoffen an verschiedenen

11 SELEKTIVE ADSORPTIONSMATERIALIEN (BP 2-5) Ziel: Test von neuartigen Adsorptionsmaterialien zum Rückhalt von Spurenstoffen und Untersuchung einer ökologisch und ökonomisch effizienten Regeneration der Materialien Prüfung des Rückhaltevermögens der Hochleistungsadsorbentien für relevante Spurenstoffe (Batch- und Säulen-Versuche) Prüfung und Bewertung der Leistungsfähigkeit von zwei alternativen Applikationsformen (Geotextilvliese oder poröse, kubische Packungen) Überprüfung des Regenerationsvorgangs und des stofflichen Rückhaltevermögens von ein- und mehrfach regenerierten Hochleistungsadsorbentien (Batch- und Säulen-Versuche)

Säulen-Versuche) Prüfung und Bewertung der Leistungsfähigkeit von zwei alternativen Applikationsformen (Geotextilvliese oder poröse, kubische Packungen)

12 KOSTEN-NUTZEN-ANALYSE FÜR MAßNAHMEN DER EMISSIONSMINDERUNG (BP 2-6) Entwicklung eines Grundgerüsts zur Nutzen- und Kostenerfassung Detaillierte Vorbereitung einer Nutzwertanalyse zur Vorauswahl von Maßnahmen Erfassung und Aufarbeitung der Kosten einzelner Maßnahmen Vorauswahl einzelner Maßnahmen anhand von Kostenwirksamkeitsanalysen/Nutzwertanalysen Detaillierte Prüfung verbliebener Maßnahmen mit einem Kosten Nutzen-Vergleich (verfeinerte Nutzwertanalyse)

Aufarbeitung der Kosten einzelner Maßnahmen Vorauswahl einzelner Maßnahmen anhand von

13 ORGANISATORISCHE EMISSIONS- MINDERUNGSMAßNAHMEN (BP 2-7) Ziel: Ableitung präventiver wasserwirtschaftlicher Emissionsminderungsmaßnahmen und Empfehlungen für organisatorische Anpassungen beim Ressourcenschutz Entwicklung repräsentativer Typsituationen zur Abbildung der Trinkwasserversorgung in Deutschland Identifizierung von Ansatzpunkten und Möglichkeiten für Maßnahmen der Emissionsminderung Bewertung von Konzepten im Hinblick auf eine Reduzierung von Gefährdungspotentialen für die Trinkwasserversorgung Ableitung von Handlungsempfehlungen

Trinkwasserversorgung in Deutschland Identifizierung von Ansatzpunkten und Möglichkeiten für Maßnahmen der Emissionsminderung Bewertung

14 RISIKOKOMMUNIKATION LP 3 Interaktive Risikokommunikation (TZW, badenova, BWV, Gelsenwasser, Hessenwasser, regiowasser, RheinEnergie, Universität Bayreuth) BP 3-1 BP 3-2 BP 3-3 Internetportal (Universität Bayreuth) Schulbildung und Lehrerfortbildung (Universität Bayreuth) Verbraucherorientierte Risikokommunikation (regiowasser, TZW)

BP 3-2 BP 3-3 Internetportal (Universität Bayreuth) Schulbildung und

15 INTERAKTIVE RISIKOKOMMUNIKATION (LP 3) Ziel: Entwicklung einer Kommunikationsstrategie in Bezug auf das mögliche Vorkommen von Spurenstoffen und Krankheitserregern in Roh- und Trinkwässern Ermittlung der Bedürfnisse der Wasserversorger Analyse der bisherigen Kommunikationsstrategien Ermittlung des Verbesserungsbedarfs und möglicher Potentiale zur Weiterentwicklung

Trinkwässern Ermittlung der Bedürfnisse der Wasserversorger Analyse der bisherigen

16 INTERNETPORTAL (BP 3-1) Erstellung eines Portals zur Kommunikation zwischen Wasserversorgern und Verbrauchern (Lehrer) Portal testen (zunächst mit Studenten) Bereitstellen von Unterrichtsvorschlägen Sammeln von wissenschaftlichen Daten

(Lehrer) Portal testen (zunächst mit Studenten)

17 SCHULBILDUNG UND LEHRER- FORTBILDUNG (BP 3-2) Lernszenarios entwickeln und mit Schulkassen testen Optimiertes Lernen durch schülerzentrierte Unterrichtsmethoden Lehrerfortbildung vor-ort (Wasserwerk): Multiplikatoreffekt Durchzuführen an der teilnehmenden Schule Durchzuführen direkt vor Ort (im Jugendwaldheim) Durchzuführen an der teilnehmenden Schule Vortest 2 Wochen vor dem Projektstart Nachtest direkt nach Projektdurchführung Behaltenstest 6 bis 8 Wochen nach dem Projekt Wissensnachweise durch Fragebögen

teilnehmenden Schule Durchzuführen direkt vor Ort (im Jugendwaldheim) Durchzuführen an der teilnehmenden Schule Vortest 2

18 PRÄVENTIVE RISIKOKOMMUNIKATION (BP 3-3) Ziel: Erarbeitung einer disziplinübergreifenden Gesamtstrategie für die Kommunikation von Wasserversorgern Kommunikationsworkshops mit Wasserversorgern und Gesundheitsbehörden Auswertung von Fallbeispielen Kommunikation in anderen Branchen Chemieindustrie Lebensmittelbranche (BSE, Dioxin, EHEC, Antibiotika) Blick in die Schweiz und nach Österreich

Wasserversorgern und Gesundheitsbehörden Auswertung von Fallbeispielen Kommunikation in anderen

19 WEITERE INFORMATIONEN

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