Rückhaltung von Pflanzenschutzmittel-Metaboliten

Ziel des Tests

Das Wasser durchläuft einige Prozessschritte, nachdem es aus Grund-, Quell- oder Oberflächenwasser als Rohwasser gefördert, verarbeitet und schließlich bei uns zu Hause als Trinkwasser aus dem Wasserhahn fließt und für Erfrischung sorgt.  Daher ist das Trinkwasser in Deutschland eines der am besten und strengsten kontrollierte Lebensmitte. Zu den eingesetzten Reinigungsverfahren in der Trinkwasseraufbereitung gehört oftmals ein Aktivkohlefilter. Dieser sorgt für die Adsorption gelöster organischer Stoffe. Zudem wird Aktivkohle auch für die Entchlorung oder Entozonung eingesetzt, wenn das Wasser mithilfe von Chlor, Ozon oder weiterer Oxidationsmittel desinfiziert wurde.   

Derzeit wird hauptsächlich Aktivkohle auf Steinkohlebasis für die Aufbereitung eingesetzt. Doch auch hier ist die Nachfrage nach nachhaltigen Alternativen vorhanden. In diesem Rahmen 2021 wurde eine Kooperation mit einem öffentlichen Trinkwasserversorgen in Baden-Württemberg geschlossen.  In einer Versuchsreihe soll die Rückhalteleistung der zu vergleichenden Aktivkohlen in Bezug auf ausgewählte Stoffe verglichen werden. Durch die örtlichen Begebenheiten ist es möglich, zwei unterschiedliche Aktivkohlen zeitgleich zu testen. Zum Einsatz kommen zwei Granulataktivkohlen mit einer Körnung von 8x30 mesh auf Steinkohle- und Kokosnussbasis.  

Der Fokus der Analysen liegt auf den Parametern DOC (dissolved organic carbon), dem Pflanzenschutzmittel Chloridazon und Iso-Chloridazon den Metaboliten Desphenyl-Chloridazon  (Metabolit B) und Methyl- Desphenyl-Chloridazon  (Metabolit B1). 

Ziel des Versuches ist die Aufnahme von Durchbruchskurven bzgl. des DOC und der beiden Chloridazon-Metaboliten. Dafür ist jeder Filterbehälter mit 4 Probenahmestellen entlang der Aktivkohle-Schüttung ausgerüstet (Ebene 1, ~ 2, ~3, ~ 4). Die Ebenen sind in Strömungsrichtung von oben nach unten nummeriert, so dass Ebene 1 sich ca. 50 cm nach dem Eintritt des Wassers im Filter befindet und Ebene 4 sich kurz vor dem Austritt des Wassers am Düsenboden sich befindet. 

Darüber hinaus werden bei jeder Probenahme auch die Werte im Rohwasser und im aufbereiteten Mischwasser nach der Aktivkohle-Stufe ermittelt. Vor dem Start der Versuchsreihe wurde ein Probennahmeplan mit dem Trinkwasserversorger abgesprochen. Dieser sieht eine Bestimmung der Parameter etwa alle 4.000 Bettvolumina (BV vor. Die Werte sind den unterschiedlichen Probenahmestelle zugeordnet

Zwischenbilanz nach 17 Monaten

• Die Lage des Trinkwasserwerkes ist in einem ländlichen Einzugsgebiet, in dem Ackerbau betrieben wird als auch Waldgebiete umfasst. 
• Da es ich um ein Wasserwerk zur Fassung des Rohwassers und der Voraufbereitung handelt, genügen als Aufbereitungsschritte eine Sedimentation mit einer anschließenden adsorptiven Stufe mit zwei parallel geschalteten Aktivkohlefiltern und einer abschließenden Desinfektion. Das so aufbereitete Trinkwasser wird zu einem weiteren Wasserwerk geleitet, wo es zusammen mit Wasser aus anderen Quellen nochmals behandelt wird. 
• Die Belastung des Rohwassers ist allgemein sehr gering. Der DOC variiert im bisherigen Beobachtungszeitraum von 0,4 mg/l – 0,8 mg/l, und ist damit als sehr gering zu betrachten. 
• Auch die gemessenen Konzentrationen des Chloridazons und des Iso- Chloridazons sind in allen Untersuchungen unter der Nachweisgrenze (< 0,02 µg/l).  Allerdings liegt die Konzentration der beiden betrachteten Metaboliten im Bereich zwischen 0,64 µg/l und 1 µg/l für Desphenyl-Chloridazon und bei Methyl- Desphenyl-Chloridazon zwischen 0,3 µg/l und 0,38 µg/l.

In der Zeit bis zur letzten Probennahme am 07. Juli 2023 sind etwa 1,4 Millionen Kubikmeter Rohwasser durch die beiden Aktivkohle-Filter durchgesetzt worden. Dabei ist eine 50:50 -Aufteilung auf beide Filter vorgesehen. Zu Beginn der Versuche hatte sich dies allerdings als schwierig einzustellen erwiesen, da nur die Höhe der Füllung der Aktivkohle nach der Rückspülung in den beiden Filterbehältern als Maß zur Verfügung stand. Daher startete der Test mir einer Aufteilung des Durchflusses von 49 Prozent (steinkohlebasierte AK) zu 51 Prozent (kokosnussschalenbasierte AK). In diesem Zusammenhang ist interessanter weise zu nennen, dass sich die Verteilung des Durchsatzes innerhalb der 17 Monate leicht zugunsten der Kokosnusskohle  verschoben hat (aktuell 52,1 Prozent).