Verhalten der endokrin wirksamen Substanz Bisphenol A bei der kommunalen Abwasserentsorgung

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1 Dissertation Verhalten der endokrin wirksamen Substanz Bisphenol A bei der kommunalen Abwasserentsorgung Herausgeber Prof. Dr.-Ing. B. Bilitewski Prof. Dr. rer. nat. P. Werner Beiträge zu AbfallwirtschaftlAltlasten Schriftenreihe des Institutes für Abfallwirtschaft und Altlasten Technische Universität Dresden Band 34 ISBN X Auflage

2 Abkürzungsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis (Teil 1) VI XIX XXII Einleitung 1 2 Grundlagen Kommunale Abwasser- und Klärschlammbehandlung \ Abwasser- und Klärsch\ammaufkommen Entstehung von Klärschlamm bei der kommunalen Abwasserreinigung 5 2.\.3 Behandlungsverfahren für Klärschlamm 9 2.\.4 Entsorgungsverfahren für Klärschlamm Hormonsystem und hormonell aktive Schadstoffe \ Das Hormonsystem Nukleare Hormonrezeptoren Definition des Begriffes "Endokrin aktive Substanz" Einteilung der endokrin aktiven Substanzen Wirkungsweise estrogen aktiver Stoffe Folgen für Umwelt und Gesundheit Bisphenol A \ Herstellung und Verwendung Chemische und physikalische Eigenschaften Auftreten und Verhalten in der Umwelt Verhalten in der Umwelt und biologische Abbaubarkeit Vorkommen in der Umwelt Bioakkumulation Exposition des Menschen gegenüber Bisphenol A Metabolismus im Menschen Toxizität 35

3 II / Akute und subakute Toxizität Kanzerogenität und Mutagenität Endokrine Wirkung und Reproduktionstoxizität Grenz- und Richtwerte Polymere, Derivate und verwandte Verbindungen von Bisphenol A / Polycarbonate Bisphenol A-Diglycidylether Epoxidharze Tetrabrombisphenol A Weitere Bisphenol A-Derivate und Bisphenole Belastung von Klärschlämmen und Böden mit organischen EAS Belastung von Klärschlämmen mit organischen EAS Belastung von Abwasser und Klärschlamm mit Bisphenol A Belastung von Abwasser und Klärschlamm mit weiteren estrogenen EAS Estrogene Wirkung von Abwasser und Klärschlamm Belastung von Wirtschaftsdüngern mit Estrogenen Atmosphärische Deposition von EAS Einführung Risikoanalyse und Vorsorgeprinzip Bewertung von Stoffen mittels Risikoanalyse Vorsorgegrundsatz und Vorsorgeprinzip 63 3 Material und Methoden Probenahmen der Felduntersuchungen Großtechnische Kläranlagen Großtechnische Kofermentation Durchführung der Laborversuche Anaerob-rnesophile Schlammbehandlung Aerob-psychrophile Schlammbehandlung Aerob-thermophile Schlammbehandlung 76

4 Simultan-aerobe Schlammstabilisierung Toilettenpapier, Altpapier und Zellulose Chemisch-analytische Methoden Bestimmung der Begleitparameter Temperatur pli-wert Elektrische Leitfähigkeit Trockenrückstand Gluhrückstand und organischer Trockenrückstand Nitratstickstoff Nitritstickstoffund Orthophosphat Ammoniumstickstoff Gelöster organischer Kohlenstoffund gesamterorganischerkohlenstoffin der Flüssigphase Gesamter organischer Kohlenstoffirn Feststoff Biochemischer Sauerstoffbedarfin 5 Tagen Chemischer Sauerstoffbedarf Organische Säuren Sauerstoffpartialdruck Gelöster molekularer Sauerstoff Volumen des angefallenen Faulgases Methananteil im angefallenen Faulgas Probenaufbereitung fiirdie Bisphenol A-Bestimmung Bisphenol A-Konzentration 90 4 Ergebnisse Ergebnisse der Felduntersuchungen Großtechnische Kläranlagen Großtechnische Kofermentation Ergebnisse der Laborversuche Anaerob-mesophile Schlammbehandlung 97

5 IV Versuchsdurchführung und Begleitparameter Bisphenol A Aerob-psychrophile Schlammbehandlung Versuchsdurchfiihrung und Begleitparameter Bisphenol A Aerob-thermophile Schlammbehandlung 10I Versuchsdurchfiihrung und Begleitparameter Bisphenol A Simultan-aerobe Schlammstabilisierung Versuchsdurchführung und Begleitparameter Bisphenol A Toilettenpapier, Altpapier und Zellulose Diskussion Eliminationsleistung der kommunalen Abwasserreinigung Eliminationsleistung simultan-aerobe Schlammstabilisierung Eliminationsleistung bei abgekoppelter Klärschlammbehandlung Belastung von Altpapier, Toilettenpapier und Zellulose mit BPA Emissionen an Bisphenol A nach Abwasser- und Klärschlammbehandlung in die Umwelt Landwirtschaftliche Klärschlammverwertung Verhalten von EAS in Böden Bisphenol A Weitere estrogen aktive Stoffe Auswirkungen von EAS auf Bodenökosysteme Grenzwerte für EAS in Klärschlamm Weitere politische und rechtliche Eingriffsmöglichkeiten Forschungsbedarf Zusammenfassung Literaturverzeichnis 157

6 v 7.1 LiteratursteJlen im HauptteiL Zusätzliche Literaturstellen im Anhang Anhang Tabellenverzeichnis (Teil 2) Glossar Liste der verwendeten Chemikalien und Geräte Abbildungen Tabellen Anhang Tabellen Grundlagen: Abwasser- und Klärschlammentsorgung Anhang Tabellen Grundlagen: Bisphenol A Anhang Tabellen Methoden: Kenngrößen der beprobte Kläranlagen Anhang Tabellen Methoden: Durchführung Bateh-Versuche Anhang Tabellen Methoden: Durchführung sim.-ae. Schlammstabilisierung Anhang Tabel1enMethoden: Durchführung Analytik Anhang Tabellen Ergebnisse: großtechnische Anlagen Anhang Tabellen Ergebnisse: anaer.-mesoph. Schlammbehandlung Anhang Tabellen Ergebnisse: aer.-psychroph. Schlammbehandlung Anhang Tabellen Ergebnisse: aer.-thermoph. Schlammbehandlung Anhang Tabellen Ergebnisse: sim.-aer. Schlammstabilisierung 267