Mischwasserentlastung

MicroCatch_Balt

KALEH — Wed, 20 Dec 2017 09:57:04 +0000

MicroCatch_Balt KALEH Mi, 12/20/2017 - 10:57

Untersuchung der Mikroplastik-Senken und -Quellen von einem typischen Einzugsgebiet bis in die offene Ostsee

Exemplarisch für das Warnow-Einzugsgebiet ermittelte MicroCatch_Balt Quellen und Senken von Mikroplastik (MP), sowie relevante Verbreitungsprozesse auf dessen Weg zur offenen Ostsee. Dazu wurde die Kopplung von Modellen erarbeitet, welche das gesamte Einzugsgebiet inklusive Mündung und Küstengewässer abdecken. Die gekoppelten Modelle dienten der Identifizierung von Hotspot-Bereichen des MP-Eintrages sowie der Abschätzung der Auswirkungen von MP-Reduktionsmaßnahmen in Teilbereichen des Einzugsgebietes. Durch die Übertragung der Modelle in die Anwendung eines Multitouch-Tisches wurden interaktive, kreative Lernmodule erstellt, welche in Form einer Wanderausstellung in Gemeinden der deutschen Ostseeküste von Stralsund bis Flensburg präsentiert wurden. Im Weiteren schloss MicroCatch_Balt die Untersuchung von Bootslack, extremen Wetterereignissen als Quellen und höhere Organismen als Senken mit ein. Daraus folgernd hat MicroCatch_ Balt die wichtigsten Aspekte der MP-Kontamination von limnischen bis marinen Systemen in Norddeutschland abgedeckt und damit Interessensvertretern das Fachwissen für zukünftiges Monitoring und Minderungsstrategien bereitgestellt.

Arbeitsschwerpunkte

Probenahme im Warnow-Einzugsgebiet und dem Ästuar, Extraktion und Identifikation von Mikroplastik
Modellierung von Mikroplastik-Eingang in das Warnow-System von diffusen und Punktquellen
Entwicklung von zwei Multi-Media Modulen für einen Multi-Touch-Tisch und Organisation einer Wanderausstellung

Arbeitspakete

AP 1 Probenahme von MP aus der Umwelt

Ansprechpartner

PD Dr. habil. Matthias Labrenz, Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde, Umweltmikrobiologie, Seestraße 15, 18119 Rostock, E-Mail: matthias.labrenz@io-warnemuende.de

Projektpartner

IPF

Kurzbeschreibung

In AP 1 wurden Umweltproben (Wasser, Sediment, Boden, benthische und pelagische höhere Organismen) im Bereich der Warnow gesammelt, aufgearbeitet und identifiziert. Von besonderem Interesse waren hier als potentielle Quellen Kläranlagen / Trennkanalisation, Drängraben, Erosionsflächen, industriell beeinflusste Gebiete sowie Extremereignisse wie Hanse Sail, Silvester, Starkregen und Sturmereignisse. Als potentielle Senken wurden höhere Organismen (Muschel, Wurm, Fisch), Strände und Sedimente beprobt. In allen Proben wurden die Mikroplastikpartikel mit spektroskopischen Methoden identifiziert und quantifiziert.

AP 2 Modellierung des Warnow Ästuars und des Einzugsgebietes

Ansprechpartner

Dipl.-Ing.agr. Peter Kreins, Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei, Bundesallee 50, 38116 Braunschweig, E-Mail: peter.kreins@thuenen.de

Projektpartner

FZJ, IOW

Kurzbeschreibung

Durch Anpassungen und Kombinationen verschiedener regionaler Modelle konnte eine räumlich hochaufgelöste Modellierung von landseitigen diffusen und punktförmigen Mikroplastikeinträgen in das Flusseinzugsgebiet der Warnow erfolgen. Auf diese Weise wurden einerseits die Hotspots der Verschmutzung im Warnow-Flussgebiet identifiziert und andererseits die gesamten landseitigen Mikroplastikeinträge bis in die Küstengewässer quantifiziert.

AP 3 Mikroplastik Wanderausstellung

Ansprechpartnerin

Dr. Barbara Hentzsch, Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde, Stabsabteilung Wissenschaftsmanagement, Seestraße 15, 18119 Rostock, E-Mail: barbara.hentzsch@ io-warnemuende.de

Projektpartner

FhIGD

Kurzbeschreibung

In AP 3 wurde eine Wanderausstellung mit einem interaktiven Multimedia-Lernmodul entwickelt, welche die Projektergebnisse in Form von Animationen präsentiert. Die Wanderausstellung wurde in Stralsund, Rostock, Hamburg, Kiel, Eckernförde und Flensburg gezeigt. Die jeweiligen Ausstellungseröffnungen wurden von Plenardiskussionen mit Vertretern der lokalen Umweltbehörden und Wissenschaftlern begleitet.

AP 4 Projektmanagement

Ansprechpartnerin

PD Dr. habil. Matthias Labrenz, Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde, Umweltmikrobiologie, Seestraße 15, 18119 Rostock, E-Mail: matthias.labrenz@io-warnemuende.de

Kurzbeschreibung

AP 4 umfasste das Projekt Management und stellte eine effiziente und produktive Ausführung des Projektes sicher. Zu den Aufgaben von AP 4 zählten die Koordination mit den Verbundprojekten PLAWES, PLASTRAT und dem BONUS-Projekt MICROPOLL, sowie die Überwachung der Finanzen und Arbeitsergebnisse, die Organisation der regelmäßigen Projekttreffen, die Verbreitung der Projektergebnisse an die Öffentlichkeit, sowie Unterstützung des Projektleiters in Bezug auf interne und externe wissenschaftliche Kommunikation.

Koordinator

PD Dr. habil. Matthias Labrenz
Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde / IOW, Umweltmikrobiologie
Seestraße 15
18119 Rostock
Tel.: +49 381/5197378
E-Mail: matthias.labrenz@io-warnemuende.de

Website

https://www.io-warnemuende.de/microcatch-start.html

Partnerinstitutionen

Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden / IPF

Forschungszentrum Jülich, Institut für Bio- und Geowissenschaften / FZJ-IBG

Johann Heinrich von Thünen- Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei / TI-LR

Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung Rostock / FhIGD

Laufzeit

August 2017

April 2021

Schlagworte

Abwasser

Beprobung

Bewusstseinsbildung

Boden

Industrielle Emissionen

Informations- und Lehrmaterialien

Infrarot-Spektroskopie

Mischwasserentlastung

Projektblatt

Infoblatt_MicroCatchBalt_2018_p.pdf

Koordinator label

Koordinator

PLAWES

KALEH — Wed, 20 Dec 2017 09:29:04 +0000

PLAWES KALEH Mi, 12/20/2017 - 10:29

Mikroplastikkontamination im Modellsystem Weser – Nationalpark Wattenmeer: ein ökosystemübergreifender Ansatz

In PLAWES wird mit dem Modellsystem Weser- Nationalpark Wattenmeer weltweit erstmals und umfassend die Mikroplastikbelastung eines großen Flusseinzugsgebietes mit europäischer Dimension untersucht. PLAWES wird als Pionierstudie eine disziplin- und ökosystemübergreifende Analyse der Kontamination mit Mikroplastik (MP) von den Quellflüssen bis zur Nordsee durchführen, sowie dabei exemplarisch verschiedene punktuelle (Kläranlagen, Trennsysteme) und diffuse (Dränage, Atmosphäre) Quellen und Eintragspfade berücksichtigen. Die Erkenntnisse fließen in einen Modellierungsansatz zur Identifikation primärer Transportmechanismen und Akkumulationszonen ein. Ökosystemische Auswirkungen von MP im System Weser-Wattenmeer werden anhand der Interaktion von Mikroplastik mit Pathogenen in Biofilmen sowie aquatischen Invertebraten untersucht. Die Erkenntnisse dieser ökologisch besonders relevanten Aspekte werden verwendet, um das Umweltrisiko von MP für das Modellsystem abzuschätzen und in der Folge auf andere Systeme übertragbar zu machen. Zudem fließen die Ergebnisse in neue Lehrmaterialien, um eine Wissensplattform für Lehrer/innen, Schüler/innen und Eltern in Europa bereitzustellen. Daher wird PLAWES einzigartige Daten zur Auswirkung von MP auf ein großes europäisches Flusseinzugsgebiet und auf die Umwelt generieren. Dies wird nicht nur maßgebend für Entscheidungsträger und Stakeholder sein, sondern auch als Grundlage für wissenschaftsbasierte Lösungen dienen.

Arbeitsschwerpunkte

Mikroplastik im Modellsystem Weser- Wattenmeer
Modellgestützte Bilanzierung der diffusen und punktförmigen MP-Einträge
Interaktion von Mikroplastik mit Pathogenen und Biota
Bildungsmaßnahmen zur Schärfung des Bewusstseins in Bezug auf Plastikmüll

Arbeitspakete

AP 0 Management, Kommunikation und Dissemination

Ansprechpartner

Prof. Dr. Christian Laforsch, Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Tierökologie I, Universitätsstraße 30, 95447 Bayreuth, E-Mail: christian.laforsch@uni-bayreuth.de

Projektpartner

AWI

Kurzbeschreibung

AP 0 gewährleistet die gezielte und effiziente Unterstützung des Konsortiums bezüglich Projektmanagement, Kommunikation und Dissemination. AP 0 koordiniert sowohl die Öffentlichkeitsarbeit als auch die Verwertung der erzielten Ergebnisse sowie die Zusammenarbeit aller Projektpartner und steht daher im engen Austausch mit allen Projektbeteiligten. AP 0 koordiniert die Harmonisierung mit dem Verbundprojekt MicroCatch_Balt in Bezug auf Probennahme und Aufarbeitung, Modellierung, Öffentlichkeitsarbeit und Datenhinterlegung sowie darüber hinaus die Kommunikation mit den anderen Verbundprojekten.

AP 1 Mikroplastik im Modellsystem Weser- Wattenmeer

Ansprechpartner

Dr. Gunnar Gerdts, Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, Kurpromenade, 27498 Helgoland, E-Mail: gunnar.gerdts@awi.de

Projektpartner

UBT, UOld

Kurzbeschreibung

Das Ziel von AP 1 war, das gesamte Flusssystem Weser bis in die Küstengewässer hinsichtlich der Belastung mit Mikroplastik (MP) zu untersuchen. Die finale Festlegung der exakten Probenahmestellen erfolgte unter Berücksichtigung der für RAUMIS-mGROWA-MePhos und „Gezeitenmodell“ (AP 3) notwendigen Real-Daten. Die gesamte Weser einschließlich Unterweser und Wattenmeer wurde hinsichtlich der Belastung mit MP im Rahmen von zwei Kampagnen zu verschiedenen Jahreszeiten mit unterschiedlicher Wasserführung der Weser untersucht.

AP 2 Eintragspfade – Punktquellen und diffuser Eintrag

Ansprechpartner

Prof. Dr. Andreas Held, Universität Bayreuth, Bay-CEER; Zweitaffiliation: Technische Universität Berlin, Fachgebiet Umweltchemie und Luftreinhaltung, Straße des 17. Juni 135, 10623 Berlin, E-Mail: held@tu-berlin.de

Projektpartner

AWI

Kurzbeschreibung

Ziel von AP 2 war eine exemplarische Betrachtung der Eintragspfade für Mikroplastik durch Untersuchung wichtiger Punktquellen wie Kläranlagen und Trennwasserkanalisationen sowie des diffusen Eintrags aus Dränagen und Atmosphäre. Dazu wurden ausgewählte Probenahmestellen im Wesereinzugsgebiet unter Berücksichtigung verschiedener Landschaftsräume und Landnutzungsarten charakterisiert. Der Fokus lag dabei auf der Quantifizierung der Eintragspfade von MP. Die Beprobung wurde mit den Probenahmekampagnen an der Weser synchronisiert.

AP 3 Modellgestützte Bilanzierung der diffusen und punktförmigen MP-Einträge

Ansprechpartner

Prof. Dr. Frank Wendland, Forschungszentrum Jülich IBG-3, Wilhelm-Johnen-Straße, 52428 Jülich, E-Mail: f.wendland@fz-juelich.de

Projektpartner

TI, NLWKN

Kurzbeschreibung

Ziel war eine räumlich aufgelöste Quantifizierung der diffusen und punktförmigen MP-Einträge und die Ausweisung räumlicher Belastungsschwerpunkte und Akkumulationszonen innerhalb des Flusseinzugsgebietes und des Ästuars. Modelliert wurden die MP-Einträge aus unterschiedlichen Arten von diffusen Eintragspfaden und Punktquellen. Die Arbeiten bauen auf den Modellen mGROWA, MEPhos, RAUMIS, sowie einer Transportmodellierung unter Berücksichtigung der ästuarinen Hydro- und Sedimentdynamik auf. Im Rahmen des Vorhabens wurde die Modellkette zielgerichtet im Hinblick auf die MP-Eintragsmodellierung im Binnenland und die weitere Ausbreitung des MPs im Unterlauf, Ästuar und Küstenvorfeld weiterentwickelt.

AP 4 Interaktion von Mikroplastik mit Pathogenen und Biota

Ansprechpartner

Prof. Dr. Jörg Oehlmann, Goethe-Universität Frankfurt, Max-von-Laue-Straße 13, 60438 Frankfurt am Main, E-Mail: oehlmann@bio.uni-frankfurt.de

Projektpartner

AWI, UBT, UOld

Kurzbeschreibung

In AP 4 wurden die ökosystemischen Auswirkungen von MP auf das Modellsystem Weser-Wattenmeer anhand von den zwei ökologisch besonders relevanten Aspekten „Interaktion mit Pathogenen und Antibiotikaresistenzen“ und „Interaktion mit aquatischen Invertebraten“ beschrieben.

Interaktion mit Pathogenen und Antibiotikaresistenzen:

Da Biofilme Orte erhöhten genetischen Austausches sind und unterhalb von Kläranlagen erhöhte Antibiotikaresistenzen auftreten, könnte Plastik nicht nur zur Dispersion von pathogenen Organismen, sondern auch von Resistenzgenen beitragen. Die Folgen eines solchen Transfers sind gegenwärtig noch nicht absehbar. Deshalb hat das AWI Kunststoffproben aus der Weser mit molekularen „microbial source tracking“ Techniken (DNA/ RNA-Arrays zum Nachweis von pathogenen Bakterien, Viren, Protozoen und Virulenz/Resistenzgenen) untersuch.

Interaktion mit aquatischen Invertebraten:

Um Expositionsdaten zu generieren, wurden verschiedene Molluskenarten in situ in der Weser, im Tidebereich und Wattenmeer ausgebracht. Aufgenommenes MP wurde im Verdauungstrakt und in Gewebeproben untersucht und parallel mittels Pyrolyse-GC-MS und spektroskopischen Verfahren bestätigt. Historische Muschelproben (ab 1986) aus der Umweltprobenbank des Bundes (UBA) wurden mittels Pyrolyse-GC-MS untersucht. Die chronische Toxizität von MP wurde in Laborexperimenten mit Muscheln und Würmern charakterisiert. Verschiedene Polymere wurden in situ konditioniert und in chronischen Expositionsexperimenten toxikologisch charakterisiert.

AP 5 Bildungsmaßnahmen zur Schärfung des Bewusstseins in Bezug auf Plastikmüll

Ansprechpartner

Prof. Dr. Franz X. Bogner, Universität Bayreuth, Didaktik der Biologie, Universitätsstraße 30, 95447 Bayreuth, E-Mail: franz.bogner@uni-bayreuth.de

Projektpartner

AWI, UOld

Kurzbeschreibung

Das AP 5 hat neben der ethischen Bewertungskompetenz von Schüler*innen das vorhandene individuelle Umweltwissen einbezogen. Innovative Lehrmaterialien mit fundiertem Alltagsbezug wurden für ein holistisches Verständnis bzgl. der Belastung mit Plastik im Modellsystem bewertet und über ein Internet-Lehr-/Lernportal disseminiert. Innerhalb des Arbeitspaketes übernahm UBT die Bereitstellung einer Handreichung für Lehrer*innen und „Öffentlichkeitsarbeiter*innen“.

Koordinator

Prof. Dr. Christian Laforsch
Universität Bayreuth,
Lehrstuhl für Tierökologie I / UBT
Universitätsstraße 30
95447 Bayreuth
Tel.: +49 921 / 55-2651
E-Mail: christian.laforsch@uni-bayreuth.de

Dr. Gunnar Gerdts
Alfred-Wegener-Institut
Helmholtz-Zentrum für Polarund Meeresforschung / AWI
Kurpromenade
27498 Helgoland
Tel.: +49 4725 / 819-3245
E-Mail: gunnar.gerdts@awi.de

Website

www.bayceer.uni-bayreuth.de/PLAWES/

Partnerinstitutionen

Forschungsstelle Küste im Niedersächsischen Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz / NLWKN

Forschungszentrum Jülich / FZJ

Goethe-Universität Frankfurt / GU

Johann Heinrich von Thünen- Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei / TI-LR

Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, Institut für Chemie und Biologie des Meeres / UOld

Laufzeit

September 2017

April 2021

Schlagworte

Gesellschaftliche Wahrnehmung

Grauwasser

Industrielle Emissionen

Informations- und Lehrmaterialien

Infrarot

Infrarot-Spektroskopie

Kläranlagen

Klärschlamm

Kommune

Kommunikationsstrategie

Mischwasserentlastung

Polyethylen mit hoher Dichte PE-HD

Polyethylenterephthalat (PET)

Polyvinylchlorid (PVC)

Probenahme

Probenaufreinigung

Pyrolyse-GC

Raman-Mikrospektroskopie

Umweltverträglichkeit

Vermeidung

Verminderungsmaßnahmen

Weser

Additive

Bodenwasser

Chronische Exposition

Rasterelektronenmikroskopie

Weichmacher

Projektblatt

Infoblatt_PLAWES_2018_p.pdf

Koordinator label

Koordinator

REPLAWA

KALEH — Tue, 19 Dec 2017 16:24:02 +0000

REPLAWA KALEH Di, 12/19/2017 - 17:24

Reduktion des Eintrags von Plastik über das Abwasser in die aquatische Umwelt

Das REPLAWA-Projekt untersuchte innerhalb der Thematik des Plastiks in der Umwelt die Fragestellungen und Aufgaben zum Schutz der Ressource Wasser in Zusammenhang mit der Abwasserableitung und Abwasserbehandlung. Die Eintragspfade ins Gewässer durch Kläranlagen, Niederschlagswassereinläufe und Mischwasserentlastungen sowie die Senken bei der Abwasserbehandlung und im Klärschlamm wurden ermittelt und quantitativ beurteilt. Verschiedene Verfahren zur Reduktion und Elimination des Eintrags von Plastik bei der Abwasserbehandlung wurden praktisch erprobt und bewertet. Basierend auf den Untersuchungsergebnissen und Auswertungen internationaler Regulierungsansätze wurden Strategien zur Reduzierung von Plastikeinträgen und zur Sensibilisierung von Entscheidungsträgern und Anlagenbetreibern sowie zur Verminderung des Eintrags über das Abwasser abgeleitet.

Aufgrund der spezifischen Gegebenheiten lag der Fokus bei dem in diesem Vorhaben thematisierten Plastik im Abwasser vor allem auf den Mikroplastik- Fraktionen, für die die größten Herausforderungen in Bezug auf die genannten Ziele bestehen.

Die erarbeiteten Ergebnisse ermöglichen einen unmittelbaren ökologischen und auch ökonomischen Nutzen durch die Gewinnung und Verbreitung von technischem Knowhow für die Auswahl und Integration geeigneter Technik zum Rückhalt von Plastik bei der Abwasserbehandlung. Zudem profitieren die zuständigen politischen und behördlichen Entscheidungsträger von den im Projekt erarbeiteten Bestandsaufnahmen und Hinweisen zur Strategieentwicklung im Bereich der Siedlungswasserwirtschaft.

Arbeitsschwerpunkte

Weiterentwicklung und Überprüfung geeigneter Probenahme-, Probenaufbereitungs- und Analysenmethodik für Plastikpartikel in Abwasser und Klärschlamm
Bestandsaufnahme und Einordung der Einträge ins Gewässer über Mischwasserentlastungen, Niederschlagswasser, Kläranlagenabläufe und diffuse Quellen
Bestandsaufnahme und Bilanzierung auf großtechnischen Kläranlagen
Bewertung und Weiterentwicklung verschiedener technischer Lösungen zur Abscheidung von Plastik bei der Abwasserbehandlung mittels Vergleichsversuchen
Sozialwissenschaftliche Analyse und Einordnung der abwasserbezogenen Regulierungsvorschläge und -maßnahmen weltweit
Handlungsempfehlungen zur Strategieentwicklung im Bereich der Siedlungswasserwirtschaft und der damit verbundenen Regulierung des Plastikeintrages

Arbeitspakete

AP 1 Probenahme- und Analysenmethodik

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Matthias Barjenbruch, Technische Universität Berlin, Fakultät VI Planen Bauen Umwelt, Institut Bauingenieurwesen, Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft, Gustav-Meyer-Allee 25, 13355 Berlin; E-Mail: matthias.barjenbruch@tu-berlin.de

Projektpartner

Emscher Wassertechnik GmbH, TU Braunschweig ISWW, Lippeverband

Kurzbeschreibung

Definition und Anwendung der Probenahme- und Analysenmethodik.

Dazu wurden u. a. bearbeitet:

Zusammenstellung von Anforderungen an die Probenahme, Probenaufbereitung und Analytik für Mikroplastik
Auswahl der geeigneten Analysentechnik für das Verbundvorhaben
Aufbau der technischen und personellen Kapazitäten am Standort Berlin
Definition der Probenahme- und -vorbereitungsmethodik für Abwässer und Klärschlamm
Weiterentwicklung und Validierung der Probenahme und Analytik
Erarbeitung der methodischen Vorgehensweise zur Mikroplastikdotierung für Abscheideuntersuchungen

AP 2 Bestandsaufnahme der Einträge in Gewässer

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Holger Scheer, Emscher Wassertechnik GmbH, Brunnenstr. 37, 45128 Essen, E-Mail: scheer@ewlw.de

Projektpartner

TU Berlin FG Siwawi, TU Braunschweig ISWW, Lippeverband, Stadtentwässerung Braunschweig GmbH

Kurzbeschreibung

Bestandsaufnahme und Bewertung der Eintragswege von Mikroplastik ins Gewässer, in die Landwirtschaft und ins Grundwasser. Dazu wurden u. a. bearbeitet:

Datenerhebung, Überprüfung und Auswahl geeigneter Flussgebietsabschnitte, Grundwasserkörper und landwirtschaftlicher Flächen
Festlegung eines detaillierten Mess- und Probennahmeprogramms
Darstellung und Verifizierung der Einleitungen und Randbedingungen
Beprobung und Analysen
ergänzende Erhebungen und Datenauswertung hinsichtlich des Eintrags ins Abwasser
Auswertung der Messdaten, quantitative Beurteilung der Eintragspfade, Bewertung

AP 3 Bestandsaufnahme und Bilanzierung auf großtechnischen Kläranlagen

Ansprechpartner

Projektpartner

Emscher Wassertechnik GmbH, TU Braunschweig ISWW, Lippeverband, Stadtentwässerung Braunschweig GmbH

Kurzbeschreibung

Untersuchung, Bewertung und Optimierungsansätze zum Mikroplastikrückhalt von großtechnischen Kläranlagen.

Dazu wurden u. a. bearbeitet:

Zusammenstellung von Anforderungen an die Kläranlagen mit konventionellem Belebungsverfahren und Verfahren mit weitergehendem Feststoffrückhalt
Auswahl und Abstimmung mit den großtechnischen Anlagen
Detaillierte Aufnahme von Anlagenkenndaten und Randbedingungen
Beprobung und Analysen
Auswertung der Messdaten, Bilanzierung der Stoffströme, Bewertung
Ableitung weiterer Anforderungen: technische und betriebliche Optimierungsansätze für die großtechnischen Anlagen und für die halbtechnischen Untersuchungen (AP 4) im Hinblick auf die Rückhaltung von Mikroplastik

AP 4 Halbtechnische Untersuchungen zur Weiterentwicklung technischer Lösungen zum Abscheidung von Plastik

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Norbert Dichtl, Technische Universität Braunschweig, Institut für Siedlungswasserwirtschaft, Pockelsstraße 2a, 38106 Braunschweig, E-Mail: n.dichtl@tu-braunschweig.de

Projektpartner

Emscher Wassertechnik GmbH, TU Berlin FG Siwawi, Mecana Umwelttechnik GmbH, Nordic Water GmbH, MARTIN Membrane Systems AG, Stadtentwässerung Braunschweig GmbH

Kurzbeschreibung

Bewertung und Optimierung der Rückhalteleistung von Mikroplastik auf Kläranlagen durch Untersuchungen im halbtechnischen Maßstab zur (nachgeschalteten) Filtration von Abwasser und zur Klärschlammfaulung mit dotiertem Mikroplastik.

Dazu wurden u. a. bearbeitet:

Auswahl der Anlagentechnik für Abscheideverfahren mittels Membran, Tuchfilter und Sandfilter
Aufstellung des Versuchs- und Messprogramms
Aufbau halbtechnischer Versuchsanlagen für Vergleichsuntersuchungen am Standort Braunschweig
Durchführung des Versuchsbetriebs, Beprobung und Analysen
Technische und betriebliche Optimierung der Anlagen im Hinblick auf die Rückhaltung von Mikroplastik
Finale Auswertung und Bewertung von Messdaten und Anlagenbetrieb

AP 5 Sozialwissenschaftliche Analyse von Regulierungsvorhaben und -maßnahmen weltweit

Ansprechpartnerin

Univ.-Prof. Dr. phil. habil. Anja P. Jakobi, Technische Universität Braunschweig, Fachgebiet Internationale Beziehungen, Institut für Sozialwissenschaften, Bienroder Weg 97, 38106 Braunschweig, E-Mail: a.jakobi@tu-braunschweig.de

Projektpartner

Emscher Wassertechnik GmbH

Kurzbeschreibung

Zusammenstellung von internationalen Regulierungskonzepten zu Mikroplastik im Abwasser, mit Analyse von Akteursinteressen, Bewertung von politischen Maßnahmen im Hinblick auf Problemlösung sowie die Zusammenstellung von politischen Handlungsoptionen für den Bereich der Siedlungswasserwirtschaft.

Dazu wurden u. a. bearbeitet:

Interviews mit nationalen, europäischen und globalen Akteuren
Inhaltliche Vernetzung mit den anderen Akteuren zu übergeordneten Themen des Forschungsschwerpunkts
Analyse von Akteursinteressen (staatlich, privat) und deren Auswirkungen auf Regulierung (deskriptiv und kausal)
Kausale Analyse der Regulierungsergebnisse (qualitativ, wenn möglich auch statistisch – abhängig von Datenqualität)
Bewertung der politischen Maßnahmen im Hinblick auf Problemlösung

AP 6 Handlungsempfehlungen zur Strategieentwicklung im Bereich der Siedlungswasserwirtschaft

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Holger Scheer, Emscher Wassertechnik GmbH, Brunnenstraße 37, 45128 Essen, E-Mail: scheer@ewlw.de

Projektpartner

TU Berlin FG Siwawi, TU Braunschweig ISWW, TU Braunschweig IB-ISW, Mecana Umwelttechnik GmbH, Nordic Water GmbH, MARTIN Membrane Systems AG, Lippeverband, Stadtentwässerung Braunschweig GmbH

Kurzbeschreibung

Erarbeitung von Handlungsempfehlungen zur Strategieentwicklung bezüglich der Bewertung und zur Reduzierung des Eintrags von Mikroplastik über das Abwasser in die natürliche Umwelt einschließlich der Einordung von regulatorischen Ansätzen.

Dazu wurden u. a. bearbeitet:

Handlungsempfehlungen zu den Gewässereinleitungen, der Niederschlagswasserbehandlung und der landwirtschaftlichen Verwertung
Beschreibung technischer Möglichkeiten zur Elimination und Reduktion auf Kläranlagen, Kläranlagenertüchtigung
Upscaling der Ergebnisse für unterschiedliche Kläranlagengrößenklassen
Aufzeigen, wie regulatorische Ansätze und Veränderungen initiiert bzw. beeinflusst werden können
Erarbeitung von weiteren Handlungsempfehlungen und Hinweisen zur übergeordneten Strategieentwicklung inkl. der Ergebnisse der sozialwissenschaftlichen Analysen

AP 7 Koordination des Verbundprojekts

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Holger Scheer, Emscher Wassertechnik GmbH, Brunnenstraße 37, 45128 Essen, E-Mail: scheer@ewlw.de

Projektpartner

TU Berlin FG Siwawi, TU Braunschweig ISWW, TU Braunschweig IB-ISW, Mecana Umwelttechnik GmbH, Nordic Water GmbH, MARTIN Membrane Systems AG, Lippeverband, Stadtentwässerung Braunschweig GmbH

Kurzbeschreibung

Fachliche und organisatorische Koordination des Verbundprojekts bei der Ergebnisfindung und Unterstützung bei der Ergebnisverbreitung.

Dazu wurden u. a. bearbeitet:

Fachliche Koordination von Querschnittsthemen
Abstimmung mit dem übergeordneten wissenschaftlichen Begleitvorhaben
Organisation von verbundübergreifenden Projektreffen und Workshops
Erstellung und Durchführung eines Kommunikationskonzepts
Unterstützung bei der Verbreitung der Ergebnisse
Verfolgung der Zeit- und Arbeitsplanung

Koordinator

Prof. Dr.-Ing. Holger Scheer
Emscher Wassertechnik GmbH
Brunnenstraße 37
45128 Essen
Tel.: +49 201 3610-120
E-Mail: scheer@ewlw.de

Website

http://www.replawa.de/

Partnerinstitutionen

Technische Universität Berlin, Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft / TU Berlin FG Siwawi

Technical University of Braunschweig, Institute of Sanitary and Environmental Engineering / ISWW

Technische Universität Braunschweig, Institut für Sozialwissenschaften / IB-ISW

Nordic Water GmbH

MARTIN Membrane Systems AG

Lippeverband

Unterauftragnehmer

Mecana Umwelttechnik GmbH

Stadtentwässerung Braunschweig GmbH

Laufzeit

Januar 2018

Dezember 2021

Projektblatt

Infoblatt_REPLAWA_2018_p.pdf

Koordinator label

Koordinator

PLASTRAT

KALEH — Tue, 19 Dec 2017 14:34:18 +0000

PLASTRAT KALEH Di, 12/19/2017 - 15:34

Lösungsstrategien zur Verminderung von Einträgen von urbanem Plastik in limnische Systeme

Verbindendes Element aller Untersuchungen in PLASTRAT war die Entwicklung von Lösungsstrategien zur nachhaltigen Begrenzung der Ausbreitung von Plastikrückständen in der aquatischen Umwelt auf technischer, umweltwissenschaftlicher und sozial-ökologischer Ebene mit dem Ziel der gemeinsamen Entwicklung eines multikriteriellen Bewertungsansatzes zur Umweltverträglichkeit von unterschiedlich beschaffenen Kunststofftypen. Zudem wurde daraus ein Gütesiegel für die praktische Anwendung entwickelt. Schwerpunkte bildeten die Analyse und Bewertung der Degradationsstufen verschiedener Kunststoffarten sowie Leaching, Adsorption und Desorption in verschiedenen Abwasserbehandlungsstufen, die Wirkungen von unterschiedlichen Plastikspezies (in unterschiedlichen Degradationsstufen) und deren Additiven auf wasserlebende Organismen limnischer Systeme sowie eine Risiko-Charakterisierung der humantoxikologischen Wirkung von Mikroplastik auf den Konsumenten von Trinkwasser. Im Fokus standen ferner die Quantifizierung und das technische Verminderungspotential (z. B. Einsatz Membrantechnologie) von Plastikemissionen im Bereich der Siedlungswasserwirtschaft einschließlich der Klärschlamm-/Gärrestbehandlung unter Berücksichtigung geeigneter Probenahme-, Aufbereitungs- und Analyseverfahren. Zudem erfolgten Untersuchungen zur gesellschaftlichen Relevanz, d. h. wie mit Plastik in deutschen Haushalten umgegangen wird, welche Anforderungen der Konsument an Kunststoffe stellt, welche Möglichkeiten der Nutzung von Ersatzstoffen bestehen sowie die Auswirkungen, die sich daraus für Handel, Logistik und Konsumenten ergeben.

Arbeitsschwerpunkte

Ermittlung und Bewertung von Mikroplastik- Eintragspfaden in limnische Systeme
Untersuchung und Bewertung technischer Maßnahmen zur Mikroplastikelimination
Probenahmestrategien zur weitergehenden Aufbereitung und Analyse von Mikroplastik
Probenaufbereitung zur Analyse von Mikroplastik
Identifizierung und Quantifizierung von Mikroplastik in allen Proben
Automatisierung der Partikelerkennung, Messung und Identifizierung mittels Datenbanken
Ad-/Desorption von Schadstoffen an Mikroplastik
Degradation und Leaching bei Polymeren unterschiedlicher Gruppen
Ökotoxikologische Untersuchungen freigesetzter Substanzen aus Mikroplastik
Humantoxikologische Untersuchungen freigesetzter Substanzen aus Mikroplastik
Gefährdungsanalyse Trinkwasser
Untersuchung der gesellschaftlichen Relevanz
Entwicklung eines multikriteriellen Bewertungssystems
Entwicklung eines Gütesiegels durch einen begleitenden Stakeholderdialog

Arbeitspakete

AP K Koordination und Kommunikation

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Christian Schaum, apl. Prof. Dr.-Ing. Steffen Krause, Universität der Bundeswehr München, Institut für Wasserwesen, Professur Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik, Werner-Heisenberg-Weg 39, 85577 Neubiberg, E-Mail: swa@unibw.de

Kurzbeschreibung

Neben den Aufgaben der allgemeinen wissenschaftlichen Projektleitung wurden auch die Aufgabenbereiche der internen Kommunikation zwischen den Verbundpartnern sowie die Kommunikation nach außen (Steigerung der Wahrnehmung des Projekts in der Öffentlichkeit) abgedeckt. Dies beinhaltete u. a. einheitliche Vorgaben für Öffentlichkeitsarbeit durch einzelne Verbundpartner und im Gesamtkonsortium, Organisation und Durchführung von Treffen im Gesamtverbund, die Überwachung des Arbeitsfortschritts, das Dokumentenmanagement sowie die Koordination der assoziierten Partner.

AP 1 Mikroplastik im urbanen Wasserkreislauf

Ansprechpartner

Projektpartner

UF, IWW, BfG, ISOE, TUDA, IOW, IPF, a2i, inge

Kurzbeschreibung

In Abstimmung mit allen Verbundpartnern wurden Basisdaten und Definitionen für PLASTRAT festgelegt. Dies betrifft die Definition der Ober- und Untergrenze der Teilchengröße für die zu betrachtenden Mikroplastikteilchen, die Auswahl konkreter Kunststoffspezies aus den Kategorien konventionelle Kunststoffe, Recyclate und biobasierte bzw. bioabbaubare Polymere sowie Vorarbeiten für die Auswahl bzw. Festlegung geeigneter Standorte für Untersuchungen der AP 2 und 3 unter Berücksichtigung der in AP 5 betrachteten Produkte. Zudem erfolgten die Vorbereitung der Stakeholder- Analyse und eine tiefergehende Grundlagenermittlung zur Bewertung und Gütesiegelentwicklung.

AP 2 Degradation und stoffliche Dynamik

Ansprechpartner

apl. Prof. Dr. Thomas Ternes, Bundesanstalt für Gewässerkunde, Am Mainzer Tor 1, 56068 Koblenz, E-Mail: ternes@bafg.de

Projektpartner

BfG, UniBwM, TUDa

Kurzbeschreibung

Das Umweltverhalten von biobasierten, synthetischen und recycelten Kunststoffsorten wurde analysiert. Dabei wurden nicht nur die ursprünglichen, sondern auch künstlich gealterte Materialien betrachtet. Analysiert wurde die Freisetzung von Schadstoffen (Oligomere, Additive und deren Transformationsprodukte) in Abhängigkeit von der Polymerart und dem Degradationsgrad. Des Weiteren wurden Unterschiede in der Adsorption/Desorption von Umweltchemikalien für verschiedene Polymerarten sowie die Rolle von Kläranlagen in Bezug auf die Schadstofffracht von Mikroplastik (An- oder Abreicherung) untersucht.

AP 3 Eintragspfade und Elimination

Ansprechpartner

Projektpartner

UniBwM, a2i, inge, IPF, IOW

Kurzbeschreibung

Verschiedene Eintragspfade von Mikroplastik in limnische Systeme wurden untersucht; mit Schwerpunkt auf der Analyse und Bewertung des abwasserwirtschaftlichen Systems sowie der Maßnahmenentwicklung und -bewertung vorhandener bzw. im Projektverlauf modifizierter oder entwickelter Maßnahmen in Bezug auf den Mikroplastikrückhalt (z. B. Membrantechnik). Kernbereiche bildeten die Regen- und Mischwasserentlastung, die Begutachtung und Bewertung des Gesamtsystems Kläranlage sowie eine Analyse von Klärschlamm, Gärrest und Kompost als mögliche Mikroplastik-Senken. Ein weiterer Schwerpunkt lag auf der Entwicklung/Auswahl geeigneter Aufbereitungs- und Analyseverfahren.

AP 4 Wirkungs- und Gefährdungsanalyse

Ansprechpartner/innen

Prof. Dr. Jörg Oehlmann, Dr. Ulrike Schulte- Oehlmann, Goethe-Universität Frankfurt am Main, Max-von-Laue-Straße 13, 60438 Frankfurt, E-Mail: oehlmann@bio.uni-frankfurt.de

Projektpartner

IWW

Kurzbeschreibung

Im Rahmen von vergleichenden Analysen wurden biobasierte, synthetische und recycelte Kunststoffe in unterschiedlichen Degradationsstufen sowie deren Additive und von ihnen ad-/desorbierte Substanzen mit diversen human- und ökotoxikologischen Verfahren hinsichtlich ihrer Wirkung überprüft. Die Resultate dienen der Ableitung von Schwellenwerten und Umweltqualitätszielen, die einen Beitrag zur Gefährdungsanalyse und Bewertung der unterschiedlichen Kunststoffspezies im Hinblick auf ihre Relevanz und Umweltverträglichkeit für das limnische Milieu liefern. Ergänzt wurden die experimentellen Untersuchungen durch eine Gefährdungsanalyse des Trinkwassersystems.

AP 5 Gesellschaftliche Relevanz

Ansprechpartner

Dr. Immanuel Stieß, ISOE - Institut für sozial-ökologische Forschung, Hamburger Allee 4, 60486 Frankfurt, E-Mail: stiess@isoe.de

Kurzbeschreibung

Die gesellschaftliche Wahrnehmung, Nutzung und Entsorgung von kunststoffbasierten Produkten wurde analysiert und die Möglichkeiten, Voraussetzungen und Hemmnisse für nachhaltigere Konsum- und Entsorgungspraktiken wurden untersucht. Im Fokus stehen Anwendungen im Non-Food-Bereich, Hygieneartikel, Bekleidung und Hundekotbeutel, deren nicht fachgerechte oder informelle Entsorgung zu Einträgen von Mikroplastik in limnische Systeme führen und dort negative Auswirkungen auf Organismen und aquatische Ökosysteme haben kann. Die Analyse der Wahrnehmung von Umweltrisiken und produktspezifischer Nutzungs- und Entsorgungspraktiken erfolgte über qualitative Exploration und standardisierte Erhebungen.

AP 6 Bewertungssystem/Gütesiegel

Ansprechpartner/innen

Kristina Wencki, IWW Rheinisch-Westfälisches Institut für Wasserforschung gemeinnützige GmbH, Moritzstraße 26, 45476 Mülheim an der Ruhr, E-Mail: k.wencki@iww-online.de

Projektpartner

ISOE, UniBwM, UF, BfG

Kurzbeschreibung

Projektübergreifend wurde ein multikriterielles Bewertungssystem für Kunststoffe bezüglich ihrer Umweltverträglichkeit für limnische Systeme entwickelt. Gleichzeitig wurde die Identifizierung der Bewertungskriterien genutzt, um den Diskurs in der Praxis für ein Gütesiegel, welches diese Umweltverträglichkeit ausweist, anzustoßen. Hierzu wurde ein Stakeholderdialog durchgeführt. Neben der Zusammenführung der Ergebnisse aus den vorangegangenen Arbeitspaketen konntehierdurch ein maßgeblicher Beitrag zum Transfer der neu gewonnen Erkenntnisse in die Wissenschaft und Praxis geleistet werden.

Koordinator

Prof. Dr.-Ing. Christian Schaum und
apl. Prof. Dr.-Ing. Steffen Krause
Universität der Bundeswehr München / UBM
Institut für Wasserwesen
Professur Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik
Werner-Heisenberg-Weg 39
85577 Neubiberg
Tel.: + 49 89-6004-2061
bzw. -2698 /-3849
E-Mail: swa@unibw.de

Website

http://www.plastrat.org

Partnerinstitutionen

Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt / UF

ISOE - Institut für sozial-ökologische Forschung / ISOE

IWW Rheinisch-Westfälisches Institut für Wasserforschung gemeinnützige GmbH/ IWW

Bundesanstalt für Gewässerkunde / BfG

aquadrat ingenieure GmbH / a2i

Technische Universität Darmstadt – Institut IWAR / TUDa

inge GmbH / inge

Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e. V./IPF

Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde/IOW