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FAQ: Ewigkeitschemikalie Trifluoressigsäure (TFA)

<p> <p>Trifluoressigsäure (TFA) zählt zur Gruppe der per- und polyfluorierten Alkylverbindungen (PFAS). Für die Umwelt ist TFA ein Problem, der Stoff besitzt fortpflanzungsgefährdende (reproduktionstoxische) sowie umweltkritische Stoffeigenschaften. Um Umwelt und Trinkwasserressourcen nachhaltig zu schützen, müssen die Einträge in die Umwelt schnellstmöglich gesenkt werden. Unsere Fragen und Antworten.</p> </p><p>Trifluoressigsäure (TFA) zählt zur Gruppe der per- und polyfluorierten Alkylverbindungen (PFAS). Für die Umwelt ist TFA ein Problem, der Stoff besitzt fortpflanzungsgefährdende (reproduktionstoxische) sowie umweltkritische Stoffeigenschaften. Um Umwelt und Trinkwasserressourcen nachhaltig zu schützen, müssen die Einträge in die Umwelt schnellstmöglich gesenkt werden. Unsere Fragen und Antworten.</p><p> Was ist TFA? <p>TFA ist die Abkürzung für Trifluoressigsäure (CF3-COOH; EC-Nr. 200-929-3; CAS-Nr. 76-05-1). Weil Trifluoressigsäure eine starke Säure ist, liegt TFA in Gewässern als negativ geladenes Trifluoracetat-Ion (CF3-COO⁻) vor. Es wird TFA⁻ abgekürzt. Auch die anorganischen Salze der Trifluoressigsäure, beispielsweise Natrium-, Kalium- oder Ammoniumtrifluoracetat, bilden in Umweltgewässern TFA⁻.</p> </p><p> Ist TFA ein PFAS und wie entsteht TFA? <p>Ja, TFA gehört zur Gruppe der PFAS. TFA ist eine sehr kleine fluorierte organische Säure. Sie wird direkt als Reagenz und Zwischenprodukt in der chemischen Industrie sowie in Synthese- und Analyseverfahren verwendet und kann dabei über industrielle Abwasserströme in die Umwelt gelangen.&nbsp;</p> <p>TFA entsteht in der Umwelt durch Abbauprozesse aus bestimmten fluorierten Stoffen. Diese sogenannten Vorläufersubstanzen gehören zur Stoffgruppe der PFAS (Per- und polyfluorierte Alkylverbindungen). PFAS ist eine Gruppe von über 10.000 künstlich hergestellte fluorierte Industriechemikalien. Sie werden beispielsweise in Kältemitteln, Pflanzenschutzmitteln, Bioziden, Arzneimitteln und weiteren Industrieanwendungen eingesetzt.</p> <p><a href="https://www.umweltbundesamt.de/faq-0#was-sind-pfas">Hier finden Sie mehr Informationen zum Thema PFAS</a>.</p> <p>Voraussetzung für einen möglichen Abbau zu TFA ist, dass das Vorläufermolekül eine oder mehrere Trifluormethylgruppen (CF₃) enthält, die an ein Kohlenstoffatom des Molekülgerüsts gebunden sind (C–CF₃).</p> </p><p> Warum gilt TFA als problematisch für die Umwelt? <p>TFA vereint zwei intrinsische Stoffeigenschaften, die für den Gewässerschutz besonders problematisch sind: Es ist sehr persistent und gleichzeitig sehr mobil.</p> <p>TFA ist in der Umwelt äußerst langlebig und wird unter Umweltbedingungen nicht abgebaut (sehr persistent). Es wird daher als „Ewigkeitschemikalie“ bezeichnet. Jeder weitere Eintrag erhöht die langfristige Belastung von Umwelt und Gewässern.&nbsp;</p> <p>Zugleich ist TFA sehr gut wasserlöslich und bindet nur sehr schwach an Boden- und Sedimentpartikel. Daher ist es sehr mobil und kann sich über den Wasserkreislauf weit verbreiten.</p> <p>TFA wird inzwischen europaweit in Meeren, Oberflächengewässern, Grundwasser, Trinkwasser und Niederschlägen nachgewiesen. Eine Studie im Auftrag des Umweltbundesamtes zeigt zudem erstmals eine Belastung von Böden in Deutschland. Von dort kann TFA mit versickerndem Wasser in das Grundwasser und über <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/abfluss">Abfluss</a> auch in Oberflächengewässer gelangen.</p> <p><a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/chemikalieneintrag-in-gewaesser-vermindern">Mehr Informationen finden Sie in unserer Publikation zum Thema</a>.</p> </p><p> Warum lässt sich TFA nur schwer aus Wasser entfernen? <p>TFA wird aus Wasser auf natürlichem Wege praktisch nicht entfernt: Es wird in der Umwelt weder abgebaut noch bindet es in relevantem Umfang an Sedimente, Böden oder andere Partikel.</p> <p>TFA kann bei der Trinkwasseraufbereitung weder durch Abbau (Ozonung, UV-Strahlung) noch durch Aktivkohlefilter, sondern nur mittels sehr weniger, technisch sehr aufwendiger Verfahren wie der Umkehrosmose in relevantem Umfang aus dem Wasser entfernt werden.</p> <p>Bei der Umkehrosmose wird Wasser unter hohem Druck durch eine sehr dichte Membran gepresst. Das Verfahren benötigt vergleichsweise viel Energie und erzeugt neben gereinigtem Wasser einen konzentrierten Abwasserstrom mit erhöhten TFA-Konzentrationen, der behandelt oder entsorgt werden muss. Deshalb ist Umkehrosmose keine nachhaltige Lösung, um TFA aus Wasser zu entfernen.</p> </p><p> Was bedeuten die CLP-Gefahrenklassen PMT und vPvM? <p>PMT steht für „persistent, mobil und toxisch“, vPvM für „sehr persistent und sehr mobil“. Diese Gefahrenklassen wurden 2023 in der EU eingeführt, um Stoffe zu identifizieren und zu kennzeichnen, die aufgrund ihrer Langlebigkeit und Mobilität langfristig Wasserressourcen gefährden können. <a href="https://echa.europa.eu/de/new-hazard-classes-2023">Mehr Informationen zum Thema hier</a>.</p> <p>Die neuen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/clp">CLP</a>-Gefahrenklassen PMT und vPvM ergänzen die bisherige Bewertung von Chemikalien: Bislang standen vor allem Stoffe im Fokus, die sich in Menschen, Tieren oder Pflanzen anreichern können. Sehr langlebige Stoffe, die sich mit dem Wasser weit verbreiten und Trinkwasserressourcen belasten können, wurden dadurch nicht erfasst. PMT und vPvM schließen diese Lücke. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/protecting-the-sources-of-our-drinking-water-the">Der Vorschlag für die neuen Gefahrenklassen wurde vom Umweltbundesamt erarbeitet</a>.</p> <p>TFA ist die erste Chemikalie, für die eine harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung (CLH) nach diesen neuen CLP-Gefahrenklassen vorgeschlagen und vom Ausschuss für Risikobeurteilung (RAC) der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) befürwortet wurde. Grundlage war ein deutsches Bewertungsdossier (CLH-Dossier). Es wurde vom <a href="https://www.umweltbundesamt.de/presse/pressemitteilungen/trifluoressigsaeure-tfa-bewertung-fuer-einstufung">Umweltbundesamt und dem Bundesinstitut für Risikobewertung erstellt und durch die Bundesstelle für Chemikalien (BfC) bei der ECHA eingereicht</a>.</p> </p><p> Ist TFA giftig? <p>TFA weist gesundheitsschädliche Eigenschaften auf. Aufgrund ihrer Säurewirkung kann konzentrierte Trifluoressigsäure schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden verursachen (H314). Außerdem ist TFA als gesundheitsschädlich beim Einatmen eingestuft (H332).&nbsp;</p> <p>Im Juni 2026 kam der Ausschuss für Risikobeurteilung (RAC) der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) zu dem Ergebnis, dass TFA als reproduktionstoxisch der Kategorie 1B mit Wirkung auf die Entwicklung des ungeborenen Kindes eingestuft werden sollte (Repr. 1B; H360D). Grundlage sind wissenschaftliche Daten, insbesondere aus Tierversuchen, die auf eine mögliche Schädigung der Entwicklung des ungeborenen Kindes hinweisen.</p> <p>Die wissenschaftliche Grundlage hierfür ist ein deutsches Dossier zur harmonisierten Einstufung und Kennzeichnung (CLH-Dossier). Das <a href="https://www.bfr.bund.de/presseinformation/trifluoressigsaeure-tfa-bewertung-fuer-einstufung-in-neue-gefahrenklassen-vorgelegt/">Bundesinstitut für Risikobewertung bewertete darin die verfügbaren Daten zu den gesundheitlichen Wirkungen von TFA.</a></p> <p>Diese Einstufungen in <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/clp">CLP</a>-Gefahrenklassen beschreiben die grundsätzlichen gefährlichen Stoffeigenschaften von TFA (Gefahrenbewertung). Ob bei einer konkreten Aufnahme oder Konzentration tatsächlich ein Gesundheitsrisiko besteht, hängt von der Höhe und Dauer der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/exposition">Exposition</a> ab und wird in einer gesonderten Risikobewertung beurteilt.&nbsp;</p> </p><p> Sind TFA-Funde im Trinkwasser ein gesundheitliches Risiko für den Menschen? <p>Der gesundheitliche Trinkwasserleitwert für TFA von 60 µg/l aus dem Jahr 2020 bleibt weiterhin gültig. Er drückt die lebenslang toxikologisch unbedenkliche Trinkwasserkonzentration aus. Für die Bewertung von Fremdstoffen im Trinkwasser und die Berechnung eines gesundheitlich begründeten Trinkwasserleitwertes zieht das Umweltbundesamt jeweils die niedrigste Dosis heran, die einen schädlichen Effekt hervorruft, bzw. die höchste Dosis, die keinen schädlichen Effekt zeigt (Risikobewertung).</p> <p>Die jetzt im Juni 2026 vorgelegt Bewertung des Ausschusses für Risikobeurteilung (RAC) der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), dass TFA als reproduktionstoxisch der Kategorie 1B mit Wirkung auf die Entwicklung des ungeborenen Kindes eingestuft werden sollte (Repr. 1B; H360D), wurde vom Umweltbundesamt bereits geprüft. Nach der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a>-Bewertung wäre ein Trinkwasserleitwert auf Grundlage der Daten zur Reproduktionstoxizität nicht niedriger.</p> <p>Im Falle von TFA ist der empfindlichste Endpunkt weiterhin ein toxischer Effekt in der Leber. Darauf aufbauend hat das Umweltbundesamt bereits 2020 den toxikologisch begründeten Trinkwasserleitwert von 60 µg/l berechnet. Der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/wasser/trinkwasser/trinkwasserqualitaet/toxikologie-des-trinkwassers/trinkwasserleitwerte">bestehende Trinkwasserleitwert</a> schützt daher auch vor möglichen reproduktionstoxischen Wirkungen, selbst bei einer lebenslangen Aufnahme über das Trinkwasser.</p> </p><p> Können die CLP-Gefahrenklassen des TFA auf Vorläufersubstanzen&nbsp;übertragen werden? <p>Nicht automatisch. Ob und auf welche TFA-Vorläufersubstanzen dieser Ansatz künftig angewendet wird, ist derzeit wissenschaftlich und regulatorisch noch nicht abschließend geklärt. Die neuen Erkenntnisse zu TFA sind für diese Bewertung jedoch von Bedeutung.</p> <p><a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pfas">PFAS</a> mit einer C–CF₃-Struktur bauen in der Umwelt zu TFA ab, das als sehr persistentes Dead-End-Abbauprodukt („Ewigkeitschemikalie“) nicht weiter abgebaut wird. Die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/clp">CLP</a>-Verordnung und die zugehörige Leitlinie sehen vor, dass bei der Gefahreneinstufung eines Stoffes (z.B. der TFA-Vorläufersubstanzen) relevante Abbauprodukte berücksichtigt werden können. Dies gilt insbesondere für die Bewertung der CLP-Gefahrenklassen PMT und vPvM.</p> <p>Allerdings erfolgt die Einstufung nach der CLP-Verordnung grundsätzlich stoffbezogen. Gleichzeitig gewinnen aber Gruppenansätze bei der regulatorischen Bewertung chemischer Stoffe zunehmend an Bedeutung, insbesondere wenn Stoffe gemeinsame Eigenschaften oder gemeinsame relevante Abbauprodukte aufweisen.</p> </p><p> Wie gelangt TFA in die Umwelt? <p>TFA gelangt auf unterschiedlichen Wegen in die Umwelt. Die wichtigsten flächenhaften Einträge entstehen durch den Abbau von TFA-Vorläufersubstanzen.</p> <p>Die Hauptquellen für TFA in der Umwelt sind: (1) fluorierte Kälte- und Treibmittel, die in der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/atmosphaere">Atmosphäre</a> zu TFA abgebaut werden, das anschließend über Niederschläge in Oberflächengewässer gelangt, (2) bestimmte fluorierte <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pflanzenschutzmittel">Pflanzenschutzmittel</a> mit einer C–CF₃-Struktur, die über Versickerung auf landwirtschaftlichen Flächen ins Grundwasser und in Flüsse eingetragen werden, und (3) industrielle Einleitungen und Abwässer aus Produktionsanlagen für Fluorchemikalien, die TFA teilweise direkt in Gewässer einleiten und örtlich besonders hohe Belastungen verursachen können. Weitere Quellen sind Arzneimittel, Biozide oder Haushaltschemikalien, die über kommunale Kläranlagen ins Wasser gelangen können. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/trifluoracetat-tfa-grundlagen-fuer-eine-effektive">Mehr Informationen finden Sie hier</a>.</p> <p>&nbsp;</p> </p><p> Gibt es gesetzliche Regelungen oder Maßnahmen, um die Freisetzung von TFA zu reduzieren? <p>Regelungen gibt es für die Verringerung der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/emission">Emission</a> von Vorläufersubstanzen des TFA. Dazu gehört insbesondere die EU-Verordnung über fluorierte Treibhausgase (F-Gase-Verordnung). Sie soll den Einsatz fluorierter Gase mit hohem Treibhauspotenzial schrittweise reduzieren. Allerdings sind nicht alle fluorierten Kältemittel erfasst. Einige der als Ersatz eingesetzten fluorierten Kältemittel haben zwar ein deutlich geringeres Treibhauspotenzial, können aber in der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/atmosphaere">Atmosphäre</a> zu TFA abgebaut werden. Ein Beispiel ist das Kältemittel R-1234yf, das heute in vielen Autoklimaanlagen eingesetzt wird. Für Autoklimaanlagen fehlen entsprechende Regelungen in der Richtlinie 2006/40/EG.</p> <p>Auch Regelungen für <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pflanzenschutzmittel">Pflanzenschutzmittel</a>, Biozide und andere Chemikalien können helfen, die Emissionen der Vorläufersubstanzen zu minimieren. Pflanzenschutzmittel mit einer kohlenstoffgebundenen Trifluormethylgruppe (C–CF₃) sind eine wesentliche Quelle für TFA-Einträge in das Grundwasser in Deutschland. Grundsätzlich können Pflanzenschutzmittel, die TFA in signifikanten Mengen in das Grundwasser eintragen, nicht zugelassen werden. Dies muss nun in den unterschiedlichen Verfahren konsequent umgesetzt werden. Um bereits jetzt das Trinkwasser zu schützen, hat beispielsweise das Bundesland Schleswig-Holstein angekündigt, den Einsatz von Pflanzenschutzmittel mit einer kohlenstoffgebundenen Trifluormethylgruppe (C–CF₃) in Wasserschutzgebieten einzuschränken.</p> <p>Auch große Industrieanlagen können TFA direkt in Gewässer einleiten und dadurch örtlich sehr hohe Belastungen verursachen. Dies zeigte sich beispielsweise am Neckar. Hier besteht ein großes Minderungspotenzial: TFA sollte in wasserrechtlichen Einleiterlaubnissen berücksichtigt und die zulässige Einleitmenge schrittweise reduziert werden.</p> <p>Zudem hat das Umweltbundesamt zusammen mit weiteren nationalen Behörden Deutschlands, der Niederlande, Norwegens, Schwedens und Dänemarks ein Dossier zur Einleitung eines EU-weiten Beschränkungsverfahrens für die gesamte <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pfas">PFAS</a>-Stoffgruppe eingereicht. Ziel des Verfahrens ist, dass PFAS – und somit auch TFA – nur noch in Bereichen zum Einsatz kommen dürfen, in denen es auf absehbare Zeit keine geeigneten Alternativen gibt oder in denen die sozioökonomischen Vorteile die Nachteile für Mensch und Umwelt überwiegen. Die Prüfung und Bewertung durch die wissenschaftlichen Ausschüsse für Risikobewertung (RAC) und sozioökonomische Bewertung (SEAC) der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) soll bis Ende 2026 abgeschlossen werden. Auf Basis der wissenschaftlichen Stellungnahmen legt die Europäische Kommission anschließend einen formalen Beschränkungsvorschlag vor. Dieser wird mit den EU-Mitgliedstaaten diskutiert und abgestimmt. <a href="https://echa.europa.eu/de/hot-topics/perfluoroalkyl-chemicals-pfas">Mehr Informationen dazu finden Sie hier</a>.</p> <p>&nbsp;</p> </p><p> Wird TFA in Oberflächengewässer auf EU-Ebene reguliert? <p>Für Oberflächengewässer führt die EU mit der Überarbeitung der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/wasserrahmenrichtlinie">Wasserrahmenrichtlinie</a> und der Umweltqualitätsnormenrichtlinie erstmals eine verbindliche <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/umweltqualitaetsnorm">Umweltqualitätsnorm</a> für die Summe von 25 <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pfas">PFAS</a> einschließlich TFA ein. Damit werden PFAS in Flüssen, Seen und Küstengewässern EU-weit regulatorisch erfasst und ihre Konzentrationen müssen künftig überwacht und begrenzt werden. <a href="https://environment.ec.europa.eu/news/stricter-rules-protecting-water-eu-enter-force-2026-05-11_en?prefLang=de">Mehr Informationen dazu finden Sie hier</a>.</p> <p>&nbsp;</p> </p><p> In welchen Produkten oder Anwendungen kommen&nbsp;fluorierte Treibhausgase&nbsp;vor, die zu TFA abgebaut werden? <p>Fluorierte Treibhausgase werden vor allem als Kältemittel in Kälteanlagen, Klimaanlagen, Wärmepumpen und Fahrzeugklimaanlagen eingesetzt. Weitere Anwendungen sind Schäume, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/aerosole">Aerosole</a>, Lösungsmittel, Feuerlöschmittel und bestimmte medizinische Anwendungen. Fluorierte Treibhausgase mit einer kohlenstoffgebundenen Trifluormethylgruppe (C–CF₃) werden in der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/atmosphaere">Atmosphäre</a> zu TFA abgebaut. Mehr Informationen dazu auf unserer <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/fluorierte-treibhausgase-fckw/emissionen/abbauprodukte-fluorierter-treibhausgase">Themenseite</a> und in unserer <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/persistente-abbauprodukte-halogenierter-kaelte">Publikation</a> zum Thema.</p> </p><p> Welche Alternativen zu fluorierten Treibhausgasen gibt es, um den Eintrag von TFA zu vermeiden? <p>In fast allen Anwendungen können sogenannte natürliche Kältemittel eingesetzt werden. Dazu gehören Kohlendioxid (CO₂), Ammoniak, Kohlenwasserstoffe wie Propan sowie Luft oder Wasser. Diese Stoffe enthalten keine fluorierten Kohlenstoffverbindungen und bilden daher kein TFA. Mehr Informationen auf unserer Themenseite <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/fluorierte-treibhausgase-fckw/natuerliche-kaeltemittel-in-stationaeren-anlagen">Natürliche Kältemittel in stationären Anlagen</a> und auf unserer Themenseite <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/kaelteportal-fluorierte-treibhausgase-fckw/klimaanlagen-in-auto-bus-bahn">Klimaanlagen in Auto, Bus, Bahn und Transportkälteanlagen</a>.</p> </p><p> Stand: 26. Juni 2026 <p>Der FAQ wird fortlaufend aktualisiert.</p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Bromatbildung bei der Ozonierung von bromidhaltigem Trinkwasser

Bromat ist ein Desinfektionsnebenprodukt, das bei der Ozonierung von bromidhaltigem Wasser auftritt. Es wurde 1990 als kanzerogene Substanz klassiert und ist deshalb fuer die Trinkwasseraufbereitung von grosser Bedeutung. Die hier beschriebene Arbeit umfasst sowohl mechanistische Aspekte (molekulare Kinetik) wie auch Experimente auf Wasseraufbereitungsanlagen. Es wird gezeigt, dass eine Uebertragung vom Labormassstab auf die Groesse einer Wasseraufbereitung moeglich ist.

ARRIVED - Klimafreundliche und ressourceneffiziente Anwendung der Wasserelektrolyse zur Erzeugung von regenerativen Speichergasen kombiniert mit einer weitergehenden Abwasserbehandlung zur Mikrostoffelimination auf Kläranlagen

Der Wirtschaftsbetrieb Mainz AöR (kurz: WBM) ist eine Einrichtung der Stadt Mainz, in der Rechtsform einer rechtsfähigen Anstalt des öffentlichen Rechts mit Sitz in Mainz. Der WBM besteht aus den Betriebszweigen Bestattung und Entwässerung. Im Bereich Entwässerung ist der WBM zuständig für die Ableitung, Reinigung und unschädliche Beseitigung der Abwässer im Gebiet der Stadt Mainz und der Verbandgemeinde Bodenheim. An das Zentralklärwerk sind rd. 225.000 Einwohner sowie Gewerbe und Industrie angeschlossen. Die Ausbaugröße ist auf 400.000 Einwohnerwerte festgelegt. Damit gehört das Zentralkraftwerk Mainz zu den größten kommunalen Kläranlagen in Rheinland-Pfalz. Mit dem Vorhaben „Klimafreundliche und ressourceneffiziente Anwendung der Wasserelektrolyse zur Erzeugung von regenerativen Speichergasen kombiniert mit einer weitergehenden Abwasserbehandlung zur Mikrostoffelimination auf Kläranlagen (ARRIVED)“ plant der WBM den Ausbau/ die Erweiterung der 4. Reinigungsstufe zur Spurenstoffelimination aus einer Ozonung und einer Filterstufe mit granulierter Aktivkohle mit dem Betrieb eines Elektrolyseurs mit einer Nennleistung von ca. 1,25 MW el zu kombinieren. Der Sauerstoff (O 2 ) für die Ozonierung soll überwiegend aus der geplanten Elektrolyse stammen. Dabei ist vorgesehen, die Kläranlage mit einer Wasserelektrolyse und einer Verfahrensstufe zur Mikroschadstoffelimination auszustatten. Beide Verfahrensstufen sollen gekoppelt betrieben werden. Das Vorhaben verknüpft damit die regenerative Energieerzeugung mit der Elimination von Mikroschadstoffen. Das im Elektrolyseur erzeugte regenerative Speichergas Wasserstoff (H 2 ) kann unterschiedlich genutzt werden. Es soll vorrangig ins Erdgasnetz eingespeist werden. Als weiterer Verwendungspfad ist angedacht, den Wasserstoff an den Mainzer ÖPNV oder sonstigen Mobilitätsanwendungen in der Region abzugeben. Um den energiewendedienlichen Betrieb der Elektrolyseanlage sicherzustellen, ist die Teilnahme am negativen Regeldienstleistungsmarkt sowie ein Ausbau der lokalen fluktuierenden erneuerbaren Energien zur Deckung des Grundlastbandes des Elektrolyseurs geplant. Das Vorhaben liefert einen Beitrag zur Energiewende durch die Erzeugung von Wasserstoff mittels Wasserelektrolyse und Einspeisung in das städtische Gasnetz. Unter Berücksichtigung der potentiellen Nutzung des erzeugten Wasserstoffs im ÖPNV kann mit dem Vorhaben insgesamt (ÖPNV, 4. Reinigungsstufe, Wasserstoffeinspeisung, Sauerstoff aus Elektrolyse) eine Einsparung von 1.279 Tonnen CO 2 -Äquivalenten pro Jahr erzielt werden. Branche: Wasser, Abwasser- und Abfallentsorgung, Beseitigung von Umweltverschmutzungen Umweltbereich: Wasser / Abwasser Fördernehmer: Wirtschaftsbetrieb Mainz AöR Bundesland: Rheinland-Pfalz Laufzeit: seit 2020 Status: Laufend Förderschwerpunkt: Innovative Abwassertechnik

Katrin Eder: „Sauberes Abwasser bedeutet mehr sauberes Trinkwasser und Lebensraum für Tiere und Pflanzen“

Klimaschutzministerin Katrin Eder überreicht weiteren Förderbescheid in Höhe von vier Millionen Euro zum Ausbau einer zusätzlichen Reinigungsstufe der Kläranlage Mainz – Medikamenten-, Kosmetikrückstände und andere Spurenstoffe sollen aus dem Abwasser beseitigt werden „Wir müssen alles dafür tun, auch in Zukunft genügend sauberes Wasser für alle zu haben. In Rheinland-Pfalz wird der Großteil unseres Trinkwassers aus Grundwasser und Uferfiltrat gewonnen. Die Erderhitzung führt aber dazu, dass es immer weniger verfügbares Wasser gibt und sich dort immer mehr Schadstoffe anreichern. Deshalb müssen wir einerseits den Klimawandel aufhalten und gleichzeitig dafür sorgen, dass unser Wasser sauber bleibt. Der Bau einer zusätzlichen Reinigungsstufe in Kläranlagen ist dabei ein wichtiges Instrument“, so Klimaschutzministerin Katrin Eder am heutigen Montag auf dem Gelände der Kläranlage Mainz. Dort überreichte sie einen weiteren Förderbescheid in Höhe von vier Millionen Euro zum Ausbau einer vierten – und damit zusätzlichen Reinigungsstufe. Die Mainzer Kläranlage ist dabei landesweit die größte kommunale Kläranlage und gleichzeitig auch die erste, die eine solche baut. Insgesamt werden nach derzeitigem Stand 65 der 660 Kläranlagen in Rheinland-Pfalz eine solche vierte Reinigungsstufe benötigen. Diese Anlagen liegen vorrangig in Städten oder dort, wo es größere Abwassereinträge aus der Industrie gibt. Der Bau einer solchen Reinigungsstufe ist teuer – rund 30 Millionen Euro wird diese in Mainz kosten. Etwa 30 Prozent der Kosten, also 10,5 Millionen Euro, übernimmt das Land. „Für die Versorgung mit unserem Lebensmittel Nummer eins und für funktionierende Ökosysteme in Bächen und Flüssen, leisten Kläranlagen einen enorm wichtigen Beitrag. Die Investitionen sind nötig, denn wir alle brauchen saubere Gewässer und sauberes Trinkwasser“, so die Klimaschutzministerin. Denn auch die Lebewesen im Wasser leiden, wenn die Wasserqualität nicht stimmt: Steigt die Wassertemperatur, schwindet unter anderem schneller überlebenswichtiger Sauerstoff im Gewässer. Gleichzeitig führt der Klimawandel aber nicht nur zu mehr Trockenheit, sondern auch zu einer Aufkonzentration von Schadstoffen in Gewässern.  Immer mehr Schadstoffe landen im Wasser: etwa Rückstände aus Putzmitteln, Medikamenten, Kosmetikprodukten und Süßstoffe aus Lebensmitteln. Diese können Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen in Gewässern schaden. Verschwinden aber diese Lebewesen, sinkt auch die Wasserqualität. Viele von ihnen sorgen etwa dafür, dass organische Stoffe zersetzt werden. Jeanette Wetterling, Vorstandsvorsitzende des Wirtschaftsbetrieb Mainz sagte bei der Förderbescheidübergabe: „Wir als Wirtschaftsbetrieb Mainz sind natürlich schon ein wenig stolz darauf, dass wir mit dem Bau der vierten Reinigungsstufe nicht nur die größte kommunale Kläranlage in Rheinland-Pfalz betreiben, sondern auch eine mit der besten Reinigungsleistung. Unseren Strom erzeugen wir schon heute größtenteils selbst und in Zukunft holen wir noch mehr Schadstoffe aus dem Abwasser heraus – nämlich so viel, wie aktuell technisch möglich ist. Übrigens: Die Entscheidung für den Bau der vierten Reinigungsstufe haben wir nicht getroffen, weil wir es mussten, sondern aus vollster Überzeugung für die Notwendigkeit dieses Schrittes.“ Wasser wird mittels Ozon und Aktivkohle gereinigt Die vierte Reinigungsstufe wird ab Anfang 2027 in Betrieb gehen und dann mittels Ozonierung und Aktivkohlefilter arbeiten. „Mit dem Bau der vierten Reinigungsstufe leistet der Wirtschaftsbetrieb der Landeshauptstadt Mainz einen gewichtigen Beitrag zum Gewässerschutz. Durch den Bau der vierten Reinigungsstufe werden wir eine deutlich verbesserte Reinigung der Abwässer erzielen. Das wirkt sich nicht nur positiv auf den Lebensraum von Tieren und Pflanzen aus, die am und ihm Rhein leben, sondern fördert die Lebensqualität der Menschen vor Ort. Unser Dank geht an das rheinland-pfälzische Umweltministerium für die finanzielle Förderung“, so Janina Steinkrüger, Mainzer Umweltdezernentin und Verwaltungsratsvorsitzende Wirtschaftsbetrieb Mainz. Klimaschutzministerin Katrin Eder betonte, dass sie nun auch auf eine baldige Umsetzung der Europäischen Kommunalabwasserrichtlinie in Deutschland hoffe, die auch die Hersteller von Produkten, die problematische Stoffe in Bezug auf das Wasser enthalten, in die Pflicht nimmt. „Es kann nicht sein, dass die Gesellschaft die Kosten tragen muss und die Unternehmen auf ein Weiter-So setzen. Einige Beispiele zeigen, dass nicht alle Spurenstoffe nötig sind, durch andere ersetzt werden und Rezepturen geändert werden können, das betrifft beispielsweise die Verwendung von Süßungsmitteln.“ Laut EU sollen mindestens 80 Prozent der Kosten der vierten Reinigungsstufe (Investitionen und Betrieb) durch die sogenannte erweiterte Herstellerverantwortung von den Verursachern der Schadstoffeinträge übernommen werden. Wann und wie dies konkret von den Mitgliedstaaten umgesetzt wird, ist bislang noch unklar. Jede und jeder kann helfen, damit das Wasser sauber ist Aber auch jede und jeder Einzelne könne, so Eder, etwas zum Schutz unserer Gewässer beitragen. So gehören Medikamente in den Müll und nicht ins Klo, wer ein Schmerzgel aufträgt, sollte sich die Hände an einem Tuch abwischen und dieses im Müll entsorgen, ehe man sich die Hände wäscht, damit Medikamentenrückstände nicht ins Wasser gelangen und Putzmittel sollten möglichst keine Duftstoffe enthalten. Auch auf Mikroplastik kann man achten. Dieses kann zwar schon jetzt zu über 90 Prozent mit den herkömmlichen Reinigungsstufen aus dem Abwasser entfernt werden, ein Teil verbleibt aber dennoch im Wasser – und schadet damit der Umwelt. Kommunen erhalten Beratung für Kläranlagen-Ausbau Kommunen, die sich in Rheinland-Pfalz für den Bau einer vierten Reinigungsstufe interessieren, sollten sich mit dem MKUEM für das weitere Vorgehen abstimmen. Sie können sich zudem kostenfrei bei der kommunalen Abwasserberatung des MKUEMs, die an der RPTU Kaiserslautern-Landau ansässig ist, beraten lassen. Denn nicht jedes Reinigungsverfahren ist für jeden Standort geeignet. So gibt es unter anderem neben der Ozonierung und der Anwendung von Aktivkohle zahlreiche Varianten und Kombinationsmöglichkeiten dieser beiden Verfahren sowie naturnahe Ansätze, zum Beispiel mittels bepflanzter Bodenfiltern.

Maximaler theoretischer TFA-Eintrag aus abwasserbürtigen Humanarzneimitteln je Landkreis bzw. kreisfreier Stadt (Datensatz)

Für die sehr persistente und sehr mobile Verbindung Trifluoracetat (TFA) wird die theoretische TFA-Abgabe aus kommunalen Kläranlagen je Landkreis dargestellt. Diese wurden im Rahmen des Gutachtens „Trifluoracetat (TFA): Grundlagen für eine effektive Minimierung schaffen - Räumliche Analyse der Eintragspfade in den Wasserkreislauf“ (Laufzeit: August 2021-November 2022) ermittelt. Da im Abwasser potentielle Vorläufersubstanzen von TFA vorhanden sind, stellen kommunale Kläranlagen eine Quelle für TFA in die aquatische Umwelt dar. Zu den potentiellen Vorläufersubstanzen zählen unter anderem einige Arzneimittel und Biozide, sowie die Transformationsprodukte dieser Stoffe. Die Freisetzung von TFA aus Vorläufersubstanzen kann biologisch, abiotisch (z. B. bei der Ozonung in der Trinkwasseraufbereitung und Abwasserbehandlung) oder auf photochemischem Wege in der Wasserphase erfolgen. TFA kann sowohl während der Abwasserbehandlung als auch erst später in der Umwelt, d. h. nach Einleitung des behandelten Abwassers in den aufnehmenden Wasserkörper, gebildet werden. Aufgrund der vergleichsweisen hohen Stabilität vieler im Abwasser anzutreffenden TFA-Vorläufersubstanzen ist davon auszugehen, dass deren Aufenthaltszeiten in Fließgewässern (definiert als Zeitspanne zwischen dem Eintrag der Vorläufersubstanz über das Abwasser in den Vorfluter und dem Eintrag ins Meer) in Deutschland zu gering sind, um vollständig zu TFA ab- bzw. umgebaut zu werden. Weitere Details sind dem Gutachten zu entnehmen. Abschließend ist zu sagen, dass es Hinweise gibt, dass kommunale Kläranlagen kein Haupteintragspfad für TFA sind und ihr Einfluss auf die Konzentrationen in Fließgewässern eher gering ist.

Errichtung einer Ozonungsanlage zur Entfärbung von stark farbigen Abwässern aus der Reaktivfärbung und Recycling des entfärbten Abwassers

Die Hecking Deotexis GmbH ist ein 150 Jahre altes, mittelständisch geprägtes Textilunternehmen am Standort Neuenkirchen. Das Unternehmen stellt Oberbekleidungsstoffe für Damen und Herren her. Es verfügt über eine Weberei, Färberei und Ausrüstung. So werden u. a. Baumwolle und Elastomerfäden mit Reaktivfarbstoffen und Pigmenten gefärbt. Eine Besonderheit ist die Indigo-Kettfärbeanlage für Jeans. Die Firma plant die Errichtung einer neuen Anlage, wo die konzentrierten Abwässer aus der Färberei von Baumwollwebware mit Hilfe eines Ozonungsverfahren entfärbt und praktisch vollständig wieder verwendet werden sollen. Dazu sollen die konzentrierten Farbabwässer aus den verschiedenen Behandlungsstufen zusammengeführt und in einem Reaktor mit Ozon entfärbt werden. Die Ozonungsanlage wird in eine neue betriebliche Anlage integriert. Die Wiederverwendung des entfärbten Abwassers kann allerdings wegen der Aufkonzentrierung der Salze nicht im kompletten Kreislauf stattfinden. Die eine Hälfte soll als Waschwasser wieder in die Farbnachwäsche gehen, d.h. im eigentlichen Färbeprozess wieder eingesetzt werden, die andere Hälfte soll für innerbetriebliche Prozesse wie das Reinigen von Gefäßen und Ansatzbehältern genutzt werden. Dieses hat eindeutige Vorteile gegenüber den herkömmlichen Verfahren. So ist kein Einsatz zusätzlicher Chemikalien notwendig, es erfolgt eine Verringerung der anfallenden Klärschlammmenge und eine Einsparung von über 5000 Kubikmeter Frischwasser pro Jahr. Auch die kommunale Kläranlage, in die die Färbeabwässer bislang ungeklärt eingeleitet wurden, wird deutlich entlastet. Allerdings liegt der Energiebedarf bei der Ozonung höher, soll aber durch eine Optimierung des Verfahrens gesenkt werden.

Wirkung von Ozon auf organische Wasserschadstoffe

Identifizierung und quantitative Bestimmung der bei der Ozonierung von Wasser aus den darin enthaltenen organischen Stoffen entstehenden Produkten in Abhaengigkeit von Reaktionszeit und der Ozondosis. Untersuchung der Moeglichkeit zur biologischen Nachreinigung ozonierter Abwaesser.

Sanierung der Ruestungsaltlast Hirschhagen - Reinigung nitrotoluolbelasteter Grundwaesser durch eine biologische Container-Klaeranlage mit nachgeschalteter oxidativer Stufe

In zwei vorlaufenden Verfahrensstufen konnte nachgewiesen werden, dass NT-haltige Grundwaesser mit Konzentrationen bis ueber 30000 Mikrogramm/l durch eine Kombination der Verfahrensstufen Biologie/Ozon bis auf kleiner 220 Mikrogramm/l (Biologie) und kleiner 15 Mikrogramm/l (Ozonisierung) gereinigt werden koennen. In 1993/94 wird durch einen Langzeitversuch in der 3. Stufe der Verfahrensentwicklung eine Anlage mit einer Durchsatzleistung von 1 Kubikmeter/h in der Kombination der Verfahrensstufen Biologie/UV-Wasserstoffperoxid betrieben. Aus dem Betrieb dieser Anlage sollen Kenndaten zur Entwicklung einer geplanten technischen Anlage mit einer Durchsatzleistung von 30 Kubikmeter/h abgeleitet werden.

Regenerative Reinigung organisch und anorganisch kontaminierter Feststoffe durch Oxidation

In diesem Vorhaben werden die Einsatzmoeglichkeiten von in der Wassertechnologie gaengigen Oxidationsverfahren, speziell der Ozonung, im Bereich der Reinigung von Feststoffen untersucht. Dabei standen bisher in erster Linie organisch kontaminierte Boeden von ehemaligen Gaswerksstandorten im Mittelpunkt. Es konnte gezeigt werden, dass sowohl bei einer in-situ- als auch einer ex-situ-Behandlung eine ueber 95prozentige Elimination der Schadstoffklasse der PAK moeglich ist. Der Ozonbedarf betraegt dabei im Falle einer in-situ -Anwendung etwa 5 g Ozon je g organisch gebundenem Kohlenstoff. Durch die Einstellung geeigneter Reaktionsbedingungen, was jedoch nur ex-situ moeglich ist, laesst sich dieser Verbrauch auf 3,5 g/g reduzieren. In einer Parallelreaktion werden ferner die natuerlichen Huminstoffe und auch sulfidische Mineralphasen des Bodens umgesetzt. Dabei kommt es auf gering gepufferten Boeden zu einer Versauerung, der durch eine Kalkung entgegengewirkt werden kann. Von den organischen Oxidationsprodukten wurden nahzu 100 Verbindungen identifiziert. Diese sollen in einer nachfolgenden biologischen Behandlung vollstaendig mineralisiert und der Boden so fuer einen Wiedereinbau konditioniert werden.

Reaktivität und Transformation funktioneller Gruppen von Spurenstoffen und organischer Hintergrundmatrix bei der Ozonierung von Abwasser

Die Ozonierung ist eine etablierte Technologie zur effizienten Oxidation von organischen Spurenstoffen in der Wasseraufbereitung. Ein wesentlicher Nachteil bei der Anwendung von Ozon ist die Bildung von stabilen und potenziell toxischen Ozonungsprodukten (OPs). Kritisch sind wegen ihrer Langlebigkeit vor allem biologisch stabile OPs. Unmöglich kann die Reaktion aller relevanter CECs mit Ozon, die dabei entstehenden OPs und deren biologische Stabilität untersucht werden. Vielmehr ist es notwendig, basierend auf dem systematischen Studium funktioneller Gruppen Kenntnisse zu generieren, die auf andere Stoffe übertragbar sind. Bislang wurden solche systematischen Studien aber nicht durchgeführt. Noch größer ist die Wissenslücke bei den im Abwasser vorliegenden organischen Kohlenstoffverbindungen (engl.: effluent organic matter, EfOM). Zwar belegt die Ozonzehrung von EfOM dessen Reaktivität gegenüber Ozon, aber welche funktionellen Gruppen reagieren, welche Produkte gebildet werden und wie biologisch stabil diese sind, ist gerade für EfOM mit Heteroatomen (N, S) nicht untersucht. Dieses Vorhaben will beide Lücken durch ein komplementäres analytisches und experimentelles Vorgehen schließen, mit dem gemeinsamen methodischen Ansatz der Einführung einer Markierung in die OPs durch Verwendung von 18O-Ozon und der nachfolgenden Detektion und Identifizierung der OPs mithilfe der (ultra-hochauflösenden) Massenspektrometrie. Das Vorhaben basiert auf der zentralen Hypothese, dass die Reaktion von Ozon sowohl mit bestimmten funktionellen Gruppen organischer Spurenstoffe als auch mit äquivalenten Gruppen des EfOM zu einer vorhersagbaren Bildung von OPs führt. Es zielt darauf ab, i) unser Verständnis der Reaktivität verschiedener funktioneller Gruppen gegenüber Ozon zu verbessern, wobei der Schwerpunkt auf der Identifikation biologisch schwer abbaubarer Funktionen innerhalb der OPs liegt, ii) ozon-reaktive funktionelle Gruppen im EfOM basierend auf bestehendem Wissen zur Transformation von Spurenstoffen zu identifizieren, wobei der Schwerpunkt auf N- und S-haltigen funktionellen Gruppen liegt, welche potentiell chemisch stabile OPs bilden, und iii) die Bedeutung des EfOM im Hinblick auf die Bildung biologisch schwer abbaubarer OPs in der Ozonierung von Abwasser zu bewerten. Dazu soll der biologische Abbau der OPs anhand deren spezifischen funktionellen Gruppen in Säulen-Abbauversuchen und einer simulierten Grundwasseranreicherung untersucht werden. Mit dem neuen Ansatz der Markierung sind wir in der Lage, OPs von CECs ebenso wie von EfOM sicher zu detektieren, besser zu identifizieren und ihre Stabilität gut zu verfolgen. Das Vorhaben generiert ein systematisches und übertragbares Verständnis zur Bildung stabiler OPs basierend auf funktionellen Gruppen organischer Moleküle, von CECs wie von EfOM. Erst wenn die Stabilität der möglichen OPs untersucht ist, wird auch eine systematische toxikologische Bewertung der Ozonung als Wasseraufbereitungsmethode möglich.

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