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Mikrobieller Abbau von Nitrilotriacetat (NTA) unter aeroben und denitrifizierenden Bedingungen

Um die Eutrophierung von Oberflaechengewaessern zu verhindern, ist in der Schweiz Phosphat in Waschmitteln seit 1986 verboten. Ein Phosphatersatzstoff ist Nitrilotriacetat (NTA). Da NTA in grossen Mengen (nicht nur via Waschmittel) ins Abwasser gelangt, ist sein biologischer Abbau von primaerer Bedeutung. NTA wird durch Bakterien als Wachstumssubstrat verwendet und zu Biomasse, CO2 und NH4+ umgewandelt. In unserem Labor werden eine Reihe von NTA-abbauenden Bakterien isoliert, taxonomisch charakterisiert und die am Abbau von NTA beteiligten Enzyme isoliert. Das Wachstumsverhalten und die Regulation des Abbauverhaltens von NTA-verwertenden Bakterien wird sowohl im Labor als auch in Klaeranlagen (mit Hilfe von Immunofluoreszenzmarkierung und Diffusionskammern) untersucht. Die Resultate sollen die Voraussage des Abbaus von NTA in verschiedenen Oekosystemen erlauben, und Grundlagenwissen zum Abbau von Schadstoffen allgemein soll erarbeitet werden.

Waste to Airlaid

Ermittlung der Freisetzungsraten von Schwermetallen durch NTA aus Sedimenten im Laborexperiment

NTA gilt als potentieller Ersatzstoff fuer Phosphate in Wasch- und Reinigungsmitteln. Da NTA aufgrund seiner komplexierenden Eigenschaften in der Lage ist, Schwermetalle zu remobilisieren, soll untersucht werden, unter welchen Bedingungen und in welchem Ausmass Schwermetalle aus Sedimenten remobilisiert werden koennen. Der Schwerpunkt der Untersuchung liegt in der labormaessigen Erfassung der Freisetzungsraten.

Auswirkung der Phosphathoechstmengenbegrenzung in Waschmitteln auf Klaeranlagen (Tropfkoerper und Belebungsanlagen)

Zur Erfassung der Auswirkung der Phosphathoechstmengenbegrenzung auf die Phosphorkonzentrationen im Abwasser sowie in Klaeranlagen wurden auf dem Abwasserversuchsfeld der BayLWF in den Jahren 1980 bis 1984 umfangreiche Untersuchungen durchgefuehrt. Erfasst wurden Zu- und Ablaeufe verschiedener Klaeranlagen (Oxidationsgrabenanlage, Tropfkoerperanlage, Belebungsanlagen). Vor Inangriffnahme des Untersuchungsprogramms betrug der P-Gehalt des Abwassers im Mittel 13,21 mg/l. Dieser fiel im Jahre 1981 auf 10,99 mg/l. Im Jahre 1982 stellte sich eine Phosphorkonzentration von 10,65 mg/l ein. Weitere P-Abnahmen waren in den Jahren 1983 und 1984 zu verzeichnen (10,42 mg/l bzw. 9,72 mg/l). Zur Abschaetzung der relativen P-Abnahmen wurden CSB/P- und BSB/P-Verhaeltnisse des Abwassers mit herangezogen. Bezueglich des CSB resultierte in den Werten des Jahres 1984 gegenueber jenen des Jahres 1977 eine P-Abnahme von ca. 3,1 mg/l. Untersuchungen der P-Konzentrationen in den Klaeranlagenablaeufen zeigten, dass die Reduktion der Phosphate in Waschmitteln auch hier eine Veraenderung des P-Gehaltes zur Folge hat. Analysen auf Al, Si und Schwermetalle ergaben, dass bei dem vermehrten Einsatz von Phosphatersatzstoffen (z.B. Na-Al-Silikaten) keine Erhoehung des Aluminium- und Siliziumgehaltes im Abwasser und in Klaerschlaemmen resultiert.

Eliminierung von NTA bzw. NTA-Komplexen in der Ozonungsstufe des Trinkwasseraufbereitungsganges

NTA galt als potentieller Ersatzstoff fuer Phosphate in Wasch- und Reinigungsmitteln. Da NTA in Mikrogramm-Mengen in Flussgewaessern nachgewiesen werden konnte, ist von Interesse zu untersuchen, inwieweit NTA in der Ozonungsstufe des Trinkwasseraufbereitungsvorganges eliminiert werden kann und welche Oxidationsprodukte dabei gebildet werden.

Polycarboxylate auf Kohlenhydratbasis als biologisch abbaubare Komplexbildner fuer den Einsatz in Wasch- und Reinigungsmitteln und anderen Anwendungsfeldern

Waschmittel benoetigen fuer ein einwandfreies Waschergebnis komplexierend wirkende Substanzen zur Bindung von Haertebildnern im Wasser, speziell Calciumionen. Allein in diesem Marktsegment werden in Europa jaehrlich ca. 50.000 t synthetischer Komplexbildner eingesetzt. Als solche fungieren in modernen, phosphatfreien Waschmittelformulierungen neben dem wasserunloeslichen von Henkel entwickelten Phosphatersatzstoff Sasil loesliche Polycarboxylate, insbesondere Polymere und Copolymere auf Basis von Acrylsaeure. Ziel des Vorhabens ist es, technisch nutzbare, biologisch abbaubare Komplexbildner herzustellen, die auf nachwachsenden Rohstoffen basieren. Es sollen Einflussgroessen wie Provenienz und Reinheitsgrad der Rohstoffe und wichtige Reaktionsparameter auf die Eigenschaften der Polycarboxylate und damit auch auf deren Anwendungsmoeglichkeiten ermittelt werden.

Vergleichende Untersuchung des Adsorptions- und Desorptionsverhaltens der Phosphatersatzstoffe Nitrilotriessigsaeure (NTA) und Hydroxyethandiphosphonsaeure (HEDP) an ausgewaehlten Klaerschlaemmen und Sedimenten

Ziel der Untersuchung ist es, Art und Umfang der Adsorption und Desorption von HEDP und NTA an Klaerschlaemmen und Sedimenten zu erfassen. Zur Ermittlung der Adsorption werden die zu untersuchenden Substanzen in Wasser geloest und in verschiedenen experimentellen Anordnungen (Schuettelversuche und Kreislaufsysteme) in Kontakt mit den adsorbierenden Feststoffen gebracht. Zur Bestimmung der Desorption werden HEDP- und NTA-beladene Festkoerper unterschiedlich praeparierten Loesungen ausgesetzt. Die analytisch zu erfassenen Parameter sind jeweils die zeitabhaengige Konzentrationsaenderung von NTA und HEDP (ggf. ihrer Umwandlungsprodukte) in der Loesung. Dabei sollen Einflussfaktoren festgestellt und in umweltbezogenen Groessenordnungen kontrolliert variiert werden. Die erwarteten Ergebnisse sollten der Abschaetzung der Adsorption in ihrer Bedeutung als moeglichen Eliminationsweg der untersuchten Substanzen aus oekologischen Kreislaeufen dienen sowie...

Untersuchung des Inns in Tirol mit seinen wichtigsten Zubringern auf ausgewaehlte organische Schadstoffe

In drei Probenahmeserien (Maerz 1990, August 1990 und Februar 1991) untersuchte das Umweltbundesamt die Belastung des Inns und seiner Zubringer im Bereich des Bundeslandes Tirol durch die Phosphatersatzstoffe EDTA und NTA, nichtionische Tenside, anionische Tenside (MBAS/LAS), die chlorierten Kohlenwasserstoffe Chloroform, 1,1,1- Trichlorethan, Tetrachlormethan, Tri- bzw. Tretachlorethen sowie Fluorid. Unter anderem wurden Belastungsschwerpunkte im Grossraum Innsbruck - Hall sowie im Bereich Kufstein festgestellt. Weiters kann aus den Ergebnissen fuer einige chlorierte Kohlenwasserstoffe auf die direkte Einleitung dieser Schadstoffe in den Inn geschlossen werden.

Glyoxylsaeureester-Monomer als Vorprodukt eines Phosphatersatzstoffes in Waschmitteln

Glyoxylsaeuremethylester (GME) ist der monomere Baustein fuer ein Polymer, das in Waschmitteln als Ersatzstoff fuer Polyphosphate eingesetzt werden kann (sog. Polycarboxylate). Dieses Polymer ist im alkalischen Milieu (waehrend des Waschvorgangs) stabil und zerfaellt im neutralen bzw. sauren Bereich in die Monomere, die leicht biologisch abbaubar sind. Die Herstellung von GME erfolgt ueber die umweltfreundliche Ozonolyse-Technologie ueber die Stufe des Glyoxylsaeuremethylester-Hemiacetals (GMHA), welches in der Chemie Linz in grosstechnischem Massstab hergestellt wird. Bei der Herstellung von GME aus GMHA entsteht als Reaktionsprodukt lediglich Methanol, das wiederum in den Herstellungsprozess von GMHA zurueckgefuehrt werden kann.

Untersuchungen zur Remobilisierung von Schwermetallen aus Sedimenten durch NTA in Freilandexperimenten

NTA gilt als potentieller Ersatzstoff fuer Phosphate in Wasch- und Reinigungsmitteln. Da NTA aufgrund seiner komplexierenden Eigenschaften in der Lage ist, Schwermetalle zu remobilisieren, soll untersucht werden, unter welchen Bedingungen und in welchem Ausmass Schwermetalle aus Sedimenten unter Freilandbedingungen remobilisiert werden koennen.

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