Anwendungsmöglichkeit eines Online-Toxizitäts-Frühwarnsystems vor dem Zulauf der Belebungsstufe des Hamburger Klärwerksverbundes

Abstract

Die meisten der üblicherweise in der Selbstüberwachung von Kläranlagen betrachteten chemischen und physikalischen Parameter lassen keine Rückschlüsse auf die ggf. toxische Wirkung eines Zulaufes zu. Inzwischen werden vermehrt biologische Testverfahren bei der Überwachung von Grundwasser eingesetzt. Der Einsatz solcher Testverfahren im Bereich der biologischen Abwasserreinigung könnte eine interessante Ergänzung der klassischen Abwasseranalytik darstellen. Im Rahmen dieser Bachelor-Arbeit wurden Tests mit einer Biomonitoranlage im Abwasserbereich durchgeführt. Für die Versuche wurden Gammariden der Art Gammarus pulex sowie Asseln der Art Asellus aquaticus verwendet. Im ersten Teil der Arbeit wurden Toxizitätstests mit Gammariden durchgeführt. Mit diesen Tests sollte festgestellt werden, bei welcher Konzentration der Testsubstanzen eine Aktivitätserhöhung durch die Kontamination erfolgt. Es wurden die vier Substanzen Kupfer, Chrom, Nickel und als Mineralöl Dieselkraftstoff untersucht. Der zweite Teil der Bachelor-Arbeit bestand aus der Durchführung von Toxizitätstests mit Asseln. Das wichtigste Ergebnis der Toxizitätstest mit Gammariden war, dass geringe Konzentrationen des Schadstoffes, nahe der Sensibilitätsgrenze der Gammariden, eine deutliche Aktivitätserhöhung von der Phase ohne Kontamination zu der Phase mit Kontamination aufweisen. Dieser Effekt war bei Kupfer am deutlichsten erkennbar. Bei hohen Konzentrationen der Schwermetalle konnte keine Erhöhung der Aktivität bestimmt werden. Entweder verzögerte sich der ganze Prozess oder es kam zu keiner sichtbaren Reaktion im Biomonitor. Beim Dieselkraftstoff war der Effekt zwischen Phase ohne Kontamination und Phase mit Kontamination ebenso im Biomonitor erkennbar, allerdings konnte anhand der Aufbauweise des SensaGuards die Konzentration des Diesels nicht zu den Organismen gelangen, die ursprünglich eingeleitet wurde. Dies zeigte eine hohe Sensibilität der Organismen gegenüber Dieselkraftstoff. Dennoch scheint der Aufbau und die Integration der Biomonitoranlage als ungeeignet für eine Detektion von Mineralölen. Die Toxizitätstests mit Asseln ergaben keine weiteren Erkenntnisse. Es konnten nur die Vorversuche der Verdünnungsreihe zwischen Abwasser und Trinkwasser durchgeführt werden. Diese Versuche ergaben, dass Asseln sich bereits im reinen Trinkwasser unkontrolliert auf dem Biomonitor verhalten. Die Untersuchung des Verhaltens in Kontaminationszuständen war daher nicht möglich. In dieser Arbeit wurde festgestellt, dass der betrachtete Biomonitor grundsätzlich geeignet erscheint Schadstoffe, insbesondere bestimmte Schwermetalle, zu detektieren. Dabei werden geringere Schadstoffkonzentrationen besser erkannt als hohe Konzentrationen. Es sind noch weitere Untersuchungen erforderlich, um präzisere Aussagen zur Sensitivität der eingesetzten Organismen treffen zu können.

Most of the commonly observed in the self-monitoring of plants of chemical and physical parameters do not allow conclusions about the possibility toxic effects of inflow. Meanwhile biological tests for the monitoring of groundwater are increasingly used. The use of tests in the field of biological wastewater treatment may be an interesting addition to the classical wastewater analysis. As part of this bachelor thesis tests were carried out with a biomonitor in the wastewater sector. For the experiments, Gammarus pulex and Asellus aquaticus were used. In the first part of the work toxicity tests were conducted with Gammarids. With these tests was to determine the concentration at which the test substances show an increase in activity is carried out by the contamination. There the four substances copper, chromium, nickel and mineral oil as diesel fuel have been investigated. The second part of undergraduate work consisted of conducting toxicity tests with woodlice. The most important result of the toxicity test with Gammarus was that they have low concentrations of the pollutant, near the sensitivity limit of Gammarus, a significant increase in activity of the phase without contamination to the phase with contamination. This effect could be seen most clearly in copper. At high concentrations of the heavy metals were no increase in the activity. Either delayed the whole process and there was no visible reaction seen in the Biomonitor. The effect between phase and phase without contamination for diesel was evident with contamination as well in the biomonitor, but it was based on the construction of the SensaGuards, they didnt reach the organisms, which was originally introduced. This showed a high sensitivity of organisms to diesel fuel. Nevertheless, the structure and integration of the biomonitor seems to be unsuitable for detection of mineral oils. The toxicity tests with woodlice were no other findings. It was only the preliminary dilution series between wastewater and drinking water. These experiments showed that woodlice has uncontrolled behavior to pure drinking water on the biomonitor. The study of behavior in states contamination was therefore not possible. In this work it was found that the considered suitable in principle Biomonitor appears pollutants, particularly certain heavy metals to detect. This lower pollutant concentrations are better recognized than high concentrations. There is still more research needed in order to make precise statements about the sensitivity of the organisms.