Umweltbundesamt will Trinkwasser besser vor „mobilen“ Schadstoffen schützen Industriechemikalien sollten nach Ansicht des Umweltbundesamtes (UBA) im Rahmen der EU-Chemikalienverordnung REACH stärker auf ihre „Mobilität“ im Wasserkreislauf untersucht werden. Als „mobil“ bezeichnet das UBA Chemikalien, die sich mit dem Wasserkreislauf bewegen, weil sie sich nicht an feste Stoffe wie Sand oder Aktivkohle binden. Deshalb durchbrechen sie natürliche Barrieren wie die Uferzonen von Flüssen und Seen und lassen sich auch nicht durch künstliche Filter in Wasserwerken entfernen. „Schlimmstenfalls gelangen solche mobilen Industriechemikalien bis in unser Trinkwasser. Das geschieht bislang nur punktuell – und sehr selten in möglicherweise gesundheitsrelevanten Konzentrationen. Für den Schutz unserer Gesundheit ist es aber wichtig, dass wir mobile Chemikalien auch vorsorglich stärker ins Visier nehmen“, sagt UBA-Präsidentin Maria Krautzberger. „Das neue Kriterium für ‚Mobilität‘ von Chemikalien unterstützt die Hersteller dabei, ‚mobile‘ Stoffe zunächst zu identifizieren. Im zweiten Schritt können die Unternehmen die Emissionen in die Umwelt reduzieren oder auf weniger schädliche Stoffe umsteigen.“ Eine noch zu erarbeitende Liste von „mobilen“ Stoffen könnte zudem Wasserversorgern bei der Überwachung helfen. Der neue Vorschlag erfordert einen Paradigmenwechsel in der Chemikalienbewertung. Bislang werden Industriechemikalien nach der EU-Chemikalienverordnung „REACH“ von den Unternehmen vor allem daraufhin beurteilt, ob sie persistent, bioakkumulierend und toxisch sind („PBT“-Kriterien). Persistent sind dabei Stoffe, die sich sehr schlecht in der Umwelt abbauen (P), bioakkumulierend meint Stoffe, die sich in Menschen, Tieren oder Pflanzen anreichern (B) und toxisch bezeichnet giftige Stoffe (T). Diese Stoffe werden von den Behörden als besonders besorgniserregend beurteilt und können in Europa verboten werden. Das PBT -Kriterium stößt aber an konzeptionelle Grenzen: Es erfasst nur Chemikalien, die bioakkumulierend sind und die wir über unsere Nahrung aufnehmen könnten. Solche Chemikalien, die mobil im Wasserkreislauf sind und die daher unter Umständen in unser Trinkwasser gelangen könnten, werden nicht erfasst. Das UBA schlägt deshalb vor, Industriechemikalien künftig nicht nur auf PBT-Stoffeigenschaften zu beurteilen, sondern zusätzlich auf ihre Mobilität, das heißt auf ihre PMT-Stoffeigenschaften: Also frühzeitig solche Stoffe zu identifizieren, die persistent (P), mobil (M) und toxisch (T) sind. Mobilität und Persistenz ermöglichen es den Chemikalien, sich über große Distanzen und lange Zeiträume in Flüssen, Seen, Bächen und im Grundwasser zu bewegen. Sind diese Stoffe dann auch noch toxisch, wächst aus Sicht des UBA der Handlungsbedarf für Industrie, Regulierer und Wasserversorger. Vielfach liegen die Quellen unseres Trinkwassers in Schutzgebieten, in denen Industriechemikalien nicht oder nur mit strengen Auflagen verwendet werden. Sie sind aber nicht überall gleichermaßen wirksam geschützt. Vor allem dort, wo Trinkwasser aus Oberflächenwasser oder Uferfiltrat gewonnen wird, stellen persistente und mobile Stoffe die Trinkwasseraufbereitung vor erhebliche Herausforderungen: Sie abzubauen (beispielsweise durch UV-Bestrahlung oder Ozonierung) oder zu filtern (durch Aktivkohle oder Membranfiltration) erfordert einen hohen technischen und finanziellen Aufwand – und auch Energie. „Am besten ist, vorsorglich zu handeln und eine Kontamination des Wasserkreislaufes bereits bei der Entwicklung und Verwendung von Industriechemikalien zu vermeiden“, so Maria Krautzberger. Trinkwasser wird in Deutschland zu 70 Prozent aus Grund- und Quellwasser sowie zu 30 Prozent aus Talsperren, Flüssen und Uferfiltration gewonnen. Die Trinkwasserqualität ist in Deutschland flächendeckend sehr gut. Damit der Wasserkreislauf auch in Zukunft weitestgehend frei von Chemikalien bleibt, lädt das UBA am 4. Mai 2017 Vertreter der Chemischen Industrie und der Wasserversorgung in Berlin zum Dialog ein. Weitere Informationen: Neumann, M. (2017) Vorschlag für Kriterien und ein Bewertungskonzept zur Identifizierung von persistenten, mobile und toxischen (PMT-) Stoffen zum Schutz des Rohwassers zur Trinkwassergewinnung unter der EU-Verordnung REACH , Zbl. Geol. Paläont. Teil I, Jg. 2017, Heft 1, 91-101.
Im Forschungsprojekt ASKURIS wurden das Auftreten und die Entfernung organischer Spurenstoffe und resistenter Krankheitserreger in urbanen Wasserkreisläufen erforscht. Neueste analytische Methoden wurden eingesetzt, um entlang des Wasserkreislaufes bekannte Substanzen in kleinsten Konzentrationen zu quantifizieren und unbekannte Spurenstoffe zu identifizieren. Deren Entfernung durch bestehende und zusätzliche technische Barrieren (Aktivkohle und/oder Ozon) wurde an unterschiedlichen Stellen des Wasserkreislaufes untersucht. Für eine Bewertung der technischen Barrieren wurden Kosten und Auswirkungen auf die Umwelt bilanziert. Toxische Effekte auf Mensch und Umwelt wurden untersucht, um ein eventuelles Risiko abschätzen zu können. Mit empirischen, sozialwissenschaftlichen Methoden wurde die Wahrnehmung von Risiken in der Bevölkerung analysiert. Die Forschungsergebnisse aus ASKURIS wurden in das Risikomanagementsystem des größten deutschen Wasserver- und -entsorgers integriert. Quelle: HP der Hrsg.
technologyComment of chlor-alkali electrolysis, diaphragm cell (RER): In the diaphragm process, all reactions take place in only one cell. A diaphragm is used to separate the feed brine (anolyte) and the chlorine formed at the anode from the sodium hydroxide containing solution (catholyte) and the hydrogen formed at the cathode. Without the diaphragm being present during electrolysis, chlorine and hydrogen would form an explosive mixture and sodium hydroxide and chlorine would react to form sodium hypochlorite (NaOCl). Diaphragms used to be made from asbestos but up-todate technology allows for asbestos-free polymer-based diaphragms. Purified brine is fed to the anode compartment and percolates through the diaphragm into the cathode compartment. The percolation rate is controlled by a difference in liquid level between both compartments. At the anodes (metal oxide coated titanium), chlorine gas is formed which is collected and directed to further processing. Cathodes, where water decomposition takes place, are made of activated carbon steel. Catholyte leaving the cell, also called cell liquor, is a mixture of 10-12 wt.-% sodium hydroxide and 15-17 wt.-% sodium chloride in water. This solution is usually evaporated to 50 wt.-% NaOH. In this process, simultaneously most of the salt is removed by precipitation to a final residual of 1 wt.-%. The resulting salt is typically recirculated to brine preparation. The advantage of diaphragm cells is that the quality requirements for the brine and the electrical energy consumption are low. Disadvantageous are the high amount of thermal energy necessary for sodium hydroxide concentration and the comparably low quality of the produced sodium hydroxide and chlorine. References: Euro Chlor (2013) An Eco-profile and Environmental Product Declaration of the European Chlor-Alkali Industry, Chlorine (The chlor-alkali process). technologyComment of chlor-alkali electrolysis, membrane cell (RER): In the membrane cell process, the anode and cathode compartments are separated by a perfluoropolymer cation-exchange membrane that selectively transmits sodium ions but suppresses the migration of hydroxyl ions (OH-) from the catholyte into the anolyte. Saturated brine flows through the anode compartment, where chlorine gas is produced at the anode. The electric field in the electrolysis cell causes hydrated sodium ions to migrate through the membrane into the cathode compartment. The cathode compartment is fed with diluted sodium hydroxide solution. Water is electrolysed at the cathode releasing gaseous hydrogen and hydroxyl ions, which combine with the sodium ions and thus increase the concentration of sodium hydroxide in the catholyte. Typically, the outlet concentration of sodium hydroxide is around 32 wt.-%. A part of the product stream is diluted with demineralised water to about 30 wt.-% and used as catholyte inlet. In some units, a more diluted 23 wt.-% NaOH solution is produced. In these cases, the inlet concentration is adjusted to 20-21 wt.-%. Usually the NaOH solution is evaporated to the marketable concentration of 50 wt.-% using steam. Depleted brine leaving the anode compartment is saturated with chlorine and is therefore sent to a dechlorination unit to recover the dissolved chlorine before it is resaturated with salt for recirculation. The advantages of the membrane cell technique are the very high purity of the sodium hydroxide solution produced and the comparably low energy demand. Disadvantages comprise the high requirements on brine purity, the need for sodium hydroxide evaporation to increase concentration, and the comparably high oxygen content in the produced chlorine. In general, multiple cell elements are combined into a single unit, called electrolyser, of whom the design can be either monopolar or bipolar. In a monopolar electrolyser, the anodes and cathodes of the cells are connected electrically in parallel, whereas in the bipolar design, they are connected in series. Therefore, monopolar electrolysers require high current and low voltage, whereas bipolar electrolysers require low current and high voltage. Since bipolar systems allow higher current densities inside the cells, investment and operating costs are usually lower than for monopolar systems. References: Euro Chlor (2013) An Eco-profile and Environmental Product Declaration of the European Chlor-Alkali Industry, Chlorine (The chlor-alkali process). technologyComment of chlor-alkali electrolysis, mercury cell (RER): The mercury cell process comprises an electrolysis cell and a decomposer. Purified and saturated brine (25-28 wt.-% NaCl in water) is fed to the electrolysis cell on top of a film of mercury (Hg) flowing down the inclined base of the cell. The base of the cell is connected to the negative pole of a direct current supply forming the cathode of the cell. Anodes consisting of titanium coated with oxides of ruthenium and titanium are placed in the brine without touching the mercury film. At the anodes, chlorine gas is formed which is collected and directed to further processing. Due to a high overpotential of hydrogen at the mercury electrode, no gaseous hydrogen is formed; instead, sodium is produced and dissolved in the mercury as an amalgam (mercury alloy). The liquid amalgam is removed from the electrolytic cell and fed to a decomposer, where it reacts with demineralised water in the presence of a graphite-based catalyst to form sodium hydroxide solution and hydrogen. The sodium-free mercury is recirculated back into the cell. Cooling of hydrogen is essential to remove any water and mercury. The sodium hydroxide solution is very pure, almost free from chloride contamination and has usually a concentration of 50 %. Further treatment comprises cooling and removal of catalyst and mercury traces by centrifuges or filters. Advantages of the mercury cell process are the high quality of chlorine and the high concentration and purity of sodium hydroxide solution produced. The consumption of electric energy for electrolysis is, however, higher than for the other techniques and a high purity of the feed brine is required. Inherently, the use of mercury gives rise to environmental releases of mercury. References: Euro Chlor (2013) An Eco-profile and Environmental Product Declaration of the European Chlor-Alkali Industry, Chlorine (The chlor-alkali process). technologyComment of potassium hydroxide production (RER): Potassium hydroxide is manufactured by the electrolysis of potassium chloride brine in electrolytical cells. Hydrogen and chlorine are withdrawn from the cell. The rest of the reaction mixture contains KOH, water, and unreacted potassium chloride. This reaction mixture is then concentrated in an evaporator. Most of the potassium chloride crystallizes by evaporation, and is recycled. After evaporation, the potassium hydroxide is precipitated. Potassium hydroxide, chlorine and hydrogen are obtained from potassium chloride brine according to the following reaction: 2 KCl + 2 H2O -> 2 KOH + Cl2 + H2 Reference: Jungbluth, N., Chudacoff, M., Dauriat, A., Dinkel, F., Doka, G., Faist Emmenegger, M., Gnansounou, E., Kljun, N., Schleiss, K., Spielmann, M., Stettler, C., Sutter, J. 2007: Life Cycle Inventories of Bioenergy. ecoinvent report No. 17, Swiss Centre for Life Cycle Inventories, Dübendorf, CH. technologyComment of sodium chloride electrolysis (RER): Sodium chloride electrolysis
Im Mittelpunkt der vorliegenden Dissertation stehen die Untersuchung und Weiterentwicklungvon Eisen-Aktivkohle-Systemen für die In-situ-Grundwassersanierung, wobei ein besondererSchwerpunkt auf das Kompositmaterial Carbo-Iron® gelegt wird. Nachdem die prinzipielle Eignung des In-situ-Reagenzes bereits in früheren Studien gezeigt wurde, kann in dieser Arbeit eine deutliche Optimierung der Partikel hinsichtlich ihrer Korrosionsbeständigkeit, der Dechlorierungseffizienz sowie ihrer Lebensdauer durch die Anwendung reduzierter Schwefelspezies erzielt werden. Der positive Einfluss von Carbo-Iron auf den mikrobiologischen Schadstoffabbau wird am Beispiel einer Feldstudie gezeigt. Auf Grundlage der dabei gewonnenen Erkenntnisse werden verschiedene Möglichkeiten des Zusammenspiels von Eisen-Aktivkohle-Kompositen und biotischen Vorgängen diskutiert. Ein weiterer Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit stellt die Untersuchung des Einflusses von Aktivkohle auf die Selektivität und Kinetik der mikroeisenbasierten Reduktion chlorierter Ethene dar. Eine deutliche Beschleunigung der eisenbasierten Dechlorierung kann vor allem in Gegenwart von Aktivkohlesorten mit redoxaktiven funktionellen Gruppen beobachtet werden. Die Ergebnisse zeigen, dass Aktivkohle bei der Dechlorierung nicht nur als Sorptionsmittel agiert, sondern aktiv an der chemischen Reaktion teilnehmen bzw. diese sogar beschleunigen kann. Die in der vorliegenden Dissertation gewonnenen Erkenntnisse liefern ingesamt einen substanziellen Beitrag zur effizienten Gestaltung von Eisen-Aktivkohle-Systemen, wodurch ihre Anwendungsmöglichkeiten in der Grundwassersanierung ausgebaut werden. Quelle: Verlagsinformation
Increasing concern on water contamination by micropollutants like pharmaceuticals fuels the development and implementation of technologies to remove micropollutants from municipal wastewater treatment plants (WWTP). However, often the targets and criteria for process design of such technologies are not clarified. This study was conducted to test whether predicted no-effect concentrations (PNEC) can be used as a design parameter for advanced treatment technologies to achieve pharmaceutical levels in WWTP effluents. This goal is consistent with environmental requirements, currently being discussed both by the Danish authorities and the European goals on zero emissions as documented in the draft of the Urban Wastewater Directive. The effluent of a conventional activated sludge WWTP was treated by ozonation and granular activated carbon (GAC) and monitored for 50 pharmaceuticals and iodinated X-ray contrast media, as well as 23 transformation products. Treatment with GAC alone initially achieved concentrations below PNEC for all targeted compounds, but after treating 3,000 - 5,000 bed volumes, the removal for several compounds decreased and the effluent concentrations for clarithromycin and venlafaxine were no longer below PNEC. Ozonation alone effectively reduced the concentrations of most of the compounds with standard ozone dosing of 0.5 mg O3/mg DOC. However, ozonation was unable to remove bicalutamide and oxazepam to reach target concentrations. The operation of both technologies in combination achieved concentrations of all measured pharmaceuticals below the PNEC (even with ozone concentrations of below 0.5 mg O3/mg DOC). Nonetheless, this study suggests that proper steering of WWTP design via the PNEC values alone is obstructed by lack of reliable primal PNEC data and absence of PNEC references for emerging pollutants and potential biologically active transformation products. © 2023 The Author(s). Published by Elsevier B.V.
Persistent and mobile (PM) chemicals spread quickly in the water cycle and can reach drinking water. If these chemicals are also toxic (PMT) they may pose a threat to the aquatic environment and drinking water alike, and thus measures to prevent their spread are necessary. In this study, nontarget screening and cell-based toxicity tests after a polarity-based fractionation into polar and non-polar chemicals are utilized to assess and compare the effectiveness of ozonation and filtration through activated carbon in a wastewater treatment and drinking water production plant. Especially during wastewater treatment, differences in removal efficiency were evident. While median areas of non-polar features were reduced by a factor of 270, median areas for polar chemicals were only reduced by a factor of 4. Polar features showed significantly higher areas than their non-polar counterparts in wastewater treatment plant effluent and finished drinking water, implying a protection gap for these chemicals. Toxicity tests revealed higher initial toxicities (especially oxidative stress and estrogenic activity) for the non-polar fraction, but also showed a more pronounced decrease during treatment. Generally, the toxicity of the effluent was low for both fractions. Combined, these results imply a less effective removal but also a lower toxicity of polar chemicals. The behaviour of features during advanced waste and drinking water treatment was used to classify them as either PM chemicals or mobile transformation products (M-TPs). A suspect screening of the 476 highest intensity PM chemicals and M-TPs in 57 environmental and tap water samples showed high frequencies of detection (median >80%), which indicates the wide distribution of these chemicals in the aquatic environment and thus supports the chosen classification approach and the more generally applicability of obtained insights. © 2022 Elsevier
Die Hickmann Naturgas GmbH, An der neuen Mühle 7a, 56637 Plaidt, beantragt die immissionsschutzrechtliche Genehmigung für die wesentliche Änderung einer Anlage zur biologischen Behandlung von nicht gefährlichen Abfällen (hier: Biogasanlage) durch Errichtung - eines zusätzlichen Lagerbehälters für Gärsubstrat; - eines Fahrsilos zur Nachrotte von separiertem, festem Gärrest sowie - einer zusätzlichen Gaswäsche / Aktivkohle auf ihrem Betriebsgelände in 56637 Plaidt (Gemarkung Plaidt, Flur 8, Flurstücke 38/2, 535/41, 15/2, 11/2, und 43/1).
Perfluoroalkyl substances (PFAS) persistence in the environment leads to their presence in drinking water, that is of high concern due to their potential human health risk. Adsorption onto activated carbon (AC) has been identified as an effective technique to remove PFAS. Adsorption isotherms and breakthrough curves, determined by rapid small-scale column tests (RSSCTs), were studied for eight PFAS and four granular ACs, characterized by different origins, porosities and numbers of reactivation cycles. Both batch and RSSCT results highlighted the strong interaction of AC and PFAS characteristics in adsorption capacity. The most important factor affecting AC performance is the surface charge: a positively-charged AC showed higher adsorption capacities with greater Freundlich constants (KF) and later 50% breakthroughs compared to the AC with neutral surface. Among the positively-charged ACs, a microporous AC demonstrated higher adsorption capacities for hydrophilic and marginally hydrophobic PFAS, while the mesoporous AC performed better for more hydrophobic PFAS, possibly due to lower pore blockage by organic matter. These results were confirmed at full-scale through a one-year monitoring campaign, in which samples were collected at the inlets and outlets of GAC systems in 17 drinking water treatment plants spread in a wide urban area, where the four analyzed ACs are used. © 2021 Elsevier B.V.
Die MVA Weisweiler GmbH & Co. KG betreibt in 52249 Eschweiler, Zum Hagelkreuz 22, die Müllverbrennungsanlage Weisweiler. Um etwaige Überschreitungen der Quecksilber-Halbstundenmittelwerte zu vermeiden, soll die Abscheideleistung durch Adsorption optimiert werden. Dazu soll die maximale Eindüsung von Aktivkohle in den Rauchgasstrom der jeweiligen Verbrennungslinie erhöht werden.
Die Covestro Deutschland AG hat mit Datum vom 31.03.2022, mehrfach und zuletzt ergänzt am 21.02.2024, einen Antrag auf Genehmigung nach § 16 BImSchG zur wesentlichen Änderung des Makrolon-Betriebes auf dem Werksgelände des ChemPark Uerdingen, Rheinuferstraße 7-9 in 47829 Krefeld gestellt. Der Antragsgegenstand umfasst im Wesentlichen die folgenden Maßnahmen: • Bau einer NH3-Kälteanlage zwecks Ersatz der bestehenden R404a-Kälteanlage • Sanierung der CO- und lösungsmittelhaltigen Abluftquellen • Außerbetriebnahme der Polyphenole-Löse-Anlage (V410-DT01) • Berücksichtigung neuer Erkenntnisse zur Genese von EPP-Ammoniumsalz • Anpassung von Abfallstrom RS2 (Filterrückstände) • Anpassung von Abfallstrom RS6 (Diphyl) • Berücksichtigung neuer RS10 (Aktivkohle beladen mit Chlorbenzol) • Korrektur der Druckluftmengen der Granulatförderung • Apparate nach 42. BlmSchV • Ergänzung von Apparaten nach 44. BlmSchV • Schallminderungsmaßnahmen • Änderung von AKZ • Zuordnung der Tankläger als Nebenanlagen • Anpassung der Abluftmenge AL17
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