PFT in Klärschlämmen

Klärschlämme aus kommunalen Abwasserreinigungsanlagen werden in Deutschland überwiegend in der Landwirtschaft als Düngemittel verwertet. Nachdem in einer Trinkwassertalsperre sowie im Grundwasser perfluorierte Tenside (PFT) aufgrund der Ausbringung von PFT-belasteten Klärschlämmen nachgewiesen wurden, erfolgte eine Beschränkung der landwirtschaftlichen Klärschlammverwertung. Derzeit dürfen nur Klärschlämme mit einem maximalen PFT-Gehalt von 0,3 mg/kg TS einer landwirtschaftlichen Verwertung zugeführt werden. Höher belastete Schlämme sind einer Verbrennungsanlage zuzuführen, woraus sich erhebliche Mehrkosten für die Abwasserbeseitigung ergeben.

Für Betreiber von Kläranlagen besteht aus Kostengründen nunmehr der Zwang, die Verursacher der PFT-haltigen Einleitungen zu ermitteln. Anderenfalls sind erhebliche Gebührenerhöhungen für die Abwasserbeseitigung unvermeidlich.

PFT sind u.a. Bestandteil von Trenn- und Gleitmittel, Schaumlöschmittel, hydrophobierenden Imprägniermitteln. Oft liegt die Konzentration der PFT unterhalb der Deklarationsgrenze für die EU-Sicherheitsdatenblätter, so dass auch vom Anwender einer PFT-haltigen Zubereitung nicht ohne weiteres das Vorhandensein von perfluorierten Tensiden erkannt werden kann.

Im Zusammenhang mit mehreren Schadensfällen die aus der Einleitung von PFT-haltigen Abwässern resultieren wurde ein einfaches Verfahren zum Nachweis auch von chargenweise erfolgenden Ableitungen PFT-haltiger Abwässer entwickelt und bei mehreren Schadensfällen erfolgreich zur Verursacherermittlung eingesetzt.

Interessante Publikationen zu diesem Thema:
Günther, T., M. Strauss, J.B.Kopp, R. Hartmann (2009): Identifizierung und Verminderung der PFT-Belastung im Klärschlamm der Kläranlage Hann.Münden und Hedemünden. - Korrespondenz Abwasser, Abfall, 56(7):690-695.

Günther, T., M. Strauss, J.B.Kopp, R. Hartmann (2009): Auf der Suche nach PFT-Quellen. UmweltMagazin 9/2009:31-33, Springer-Verlag.

Phthalate in der Umwelt

Gemeinsam mit Prof. Dr. W. Rohe von der FH Hildesheim/Holzminden/Göttingen wurden im Rahmen von Diplomarbeiten u.a. Untersuchungen zur Verbreitung von Phthalaten durchgeführt.

Phthalate (Salze und Ester der Phthalsäure) werden in der Kunststoffindustrie als Weichmacher eingesetzt. Die derzeitige Produktion von DEHP wird vom Umweltbundesamt allein für die Bundesrepublik Deutschland auf rund 100.000 t/a geschätzt, der jährliche Verbrauch an Weichmachern auf der Basis von Phthalsäure in Westeuropa beträgt rund 1 Mio. t bei einer jährlichen Zunahme von rund 1,9 %. Aufgrund der leichten Verdampfbarkeit gelangt mittelfristig der überwiegende Teil der produzierten Phthalatmenge in die Atmosphäre. Die Phthalatemissionen in Deutschland betragen für DEHP 1000 t/a bis 2000 t/a, dies entspricht etwa 1 % der jährlich in Deutschland produzierten DEHP-Menge. Durch feuchte und trockene Deposition (rain/snow-wash-out, particle-scavenging, gas-scavenging) gelangen die Phthalate auf die Erdoberfläche und verteilen sich dort auf die Bio-, Pedo- und Hygrosphäre. Diese Umweltchemikalien (Xenobiotika) sind demnach ubiquitär verbreitet. Die Angaben zur Persistenz der Phthalate sind divers. Hier könnten z.T. naturferne Laborbedingungen eine Rolle spielen. Das meistproduzierte Phthalat (DEHP) weist ein erhebliches Geoakkumulationspotential auf.

Die ökotoxikologische Bedeutung der ausschließlich anthropogen in die Biosphäre eingebrachten Phthalate ist zum gegenwärtigen Zeitpunkt aufgrund der geringen Datendichte nicht sicher einschätzbar. Einzelne Untersuchungen belegen zumindest für DEHP eine östrogene Wirkung (Xeno-Hormon).

Im Rahmen vergleichender Untersuchungen von klärschlammgedüngten sowie unge­düngten Feldern in Südniedersachsen hinsichtlich ihrer Phthalatbelastung erfolgte auch die Untersuchung von Bodenproben aus einem siedlungsnahen Feldgehölz im Landkreis Osterode am Harz. Die Bodenproben im Stammablaufbereich wiesen dabei im Vergleich zu den landwirtschaftlichen Flächen eine deutlich höhere Belastung durch Phthalate auf. Es ergab sich daher allgemein die Frage nach der Belastung von siedlungsfernen Wäldern und Wiesen mit Weichmachern. Zur besseren Vergleichbarkeit der ermittelten Phthalat­konzentrationen mit anderen anthropogen bedingten Depositionen erfolgte die Probenahme auf den seit über 25 Jahren intensiv bearbeiteten Versuchsflächen des Ökosystem­forschungsprojektes Solling. Hierzu liegen vielseitige Publikationen zu den Themen Boden und Einträge vor.

 

Interessante Publikationen zu diesem Thema:
Hartmann, R., W. Rohe (2001): Phthalatkonzentrationen in Böden naturnaher Standorte des Sollings (Niedersachsen). - UWSF-Z. Umweltchem. Ökotox., 13, (1), 13-17.

Rohe,  W., R. Hartmann (2001): Phthalat concentrations in forest soils far away from industrial districts (Lower Saxony). - Abstracts second statusseminar endocrine disruptors, Berlin 1.-4. April 2001: 97.

Rohe,  W., R. Hartmann (2002): Phthalat concentrations in forest soils (Lower Saxony). - In: Richter, A. und Olazabel, U. (Hrsg.): Proceedings of the second statusseminar endocrine disruptors, 103-104.

Hartmann, R., W. Rohe (2002): Phthalatkonzentrationen in unterschiedlich alten und vererdeten Klärschlämmen. - Beiträge zur Abfallwirtschaft/Altlasten, 23, 172-179.

In Vorbereitung:
Hartmann, R., und W. Rohe: Phthalat concentrations in urine of brown hare.

W. Körner, G. Walker, Hartmann et al. (2010): Messen von Phthalaten in der Innenraumluft mit GC-MS – Vorstellung von zwei Methoden und Überprüfung mit einem Ringversuch. In: Gefahrstoffe, Reinhaltung der Luft, 70(3)89-92.

Schwermetallbelastung bei Fledermäusen

Erstmalig wurde der Status der Schwermetallbelastung bei heimischen Fledermäusen umfassend bearbeitet. Rund 100 Zwergfledermäuse sowie zusätzlich Große Mausohren wurden anhand von Knochen, Gewebe und Haarproben sowie über 50 Kotproben hinsichtlich der Gehalte von Schwermetallen untersucht.

Insgesamt nahm die Bleibelastung der untersuchten Fledermäuse im Zeitraum von 1987 bis 1999 deutlich ab. Für den Bereich Niedersachsen zeigt sich eine statistisch signifikante höhere Bleibelastung bei Tieren die aus dem Bereich der schwermetallbelasteten Talniederungen des Harzes stammen. Der gegenwärtige Bleigehalt von Fledermäusen aus der Harzregion entspricht dem der Bleibelastung der Fledermäuse vor rund 20 Jahren im übrigen Niedersachsen.

Belastungen durch andere Schwermetalle, z.B. durch Chrom infolge von chromsalzhaltigen Holzschutzmitteln, fanden sich nur gelegentlich.

Interessante Publikationen zu diesem Thema:

Hartmann, R. (2002): Lead-induced “hardness of hearing” in bats: a reason for their decline?. - Myotis, 40, 5-9.

Hartmann, R. (2003): Die Bedeutung der Bioturbation für die Übererdung kontaminierter Standorte – Bodenschutz, 1/03, 21-24.

Rohe, W., R. Hartmann (2003): Wildbiologische Untersuchungen an Niederwild -Feldhase, Rebhuhn und Fasan- in landwirtschaftlichen Flächen Rheinhessens. Fauna Flora Rheinland-Pfalz, 10 (1), 253-272.

Hartmann, R. (2003): Untersuchungen zum Schwermetallgehalt im Fledermauskot. - Nyctalus, 9(2), 105-109.

Hartmann, R., W. Rohe (2003): Schwermetallbelastungen in landwirtschaftlichen Böden Rheinhessens (Rheinland-Pfalz) –Mainer naturwiss. Archiv., 41, 15-28.

Pollenanalytik - Rückblick in die Vergangenheit

Altersdatierung von Erdfällen:

· Wie alt sind Erdfälle?
· Wann war das Einsturzereignis?
· War es ein einmaliges Einsturzereignis oder eine allmähliche Senkung (z.B. Subrosion)?
· Besteht die Gefahr aktueller Einstürze?

Diese Fragestellungen sind von besonderer Bedeutung bei allen technischen Bauvorhaben. Im Zusammenhang mit den Untersuchungen zum Atommüllversuchsendlager in der Schachtanlage Asse II waren die Altersdatierungen von Erdfällen einschließlich der bereits wieder verfüllten Erdfällen von besonderer Bedeutung. Bedeuten hier junge Erdfälle doch auch Bewegungen und Veränderungen des Untergrundes in der geologisch jüngsten Vergangenheit. Damit können auch nach Inbetriebnahme eines Endlagers derartige Ereignisse nicht mehr ausgeschlossen werden. Eine wichtige Säule im Endlagerkonzept (die der geologischen Stabilität) fehlt.

Über mehrere Jahre führten wir im Bereich des Asse-Sattels bei Wolfenbüttel umfangreiche Bohrkampagnen, quartärgeologische Kartierungen und pollenanalytische Altersdatierungen aus.

Altersdatierung von Gips
Salinaraustritte aus einem Gipshut bedeuten stets intensiv ablaufende geologische Prozesse im Salzstock. Damit ist die Langzeitsicherheit eines Grubengebäudes besonders beim Abbau am Rande des Salzstockes gefährdet. Aber auch für die Beurteilung von untertägigen Abfallablagerungen sind solche Fragestellungen von besonderer Wichtigkeit.

Mit Hilfe eines eigens in unserem Labor entwickelten Aufbereitungsverfahren sind wir in der Lage, auch aus Gipsen in kurzer Zeit Pollen von Pflanzen der Zechsteinzeit (vor rund 250 Mio Jahren) zu isolieren und zu bestimmen. Wenn solche Pollen auch in oberflächennahen Sedimenten sich wiederfinden, bestehen konkrete Anhaltspunkte für einen Salinar­ausfluss in jüngster geologischer Vergangenheit.

Die Altersdatierung von Zechsteingipsen mit Hilfe der Pollenanalytik ist aber auch für Erdölgeologen von besonderer Wichtigkeit. So führen wir für die Erdölindustrie an Cuttings pollenanalytische Untersuchungen zur genauen stratigraphischen Zuordnung der Cuttings durch. Aufgrund der oft nur daumennagelgroßen Gesteinsbruchstücke aus Tiefen von über 2000 m kann eine exakte Zuordnung anhand petrographischer Merkmale nur schwer erfolgen.

Interessante Veröffentlichungen unserer Mitarbeiter:
Weinberg, H.-J., K. Klarr (1990): Erdfälle in der Asse. - gsf-Bericht 19/90, 63 S., 8 Abb., 8 Tab., 1 Taf.