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   © E. Wigbels
Mikroplastik und Kläranlagen

Abwasserreinigungsanlagen spielen eine bedeutende Rolle in der Mikroplastik-Problematik. Insbesondere Microbeads und Mikrofasern, die aus den Haushalten direkt in das Abwasser gelangen, stellen die Kläranlagen vor große Herausforderungen. Betrachtet man das Mikroplastik-System als Prozesskette, bildet die Kläranlage den zentralen Bestandteil zwischen der Freisetzung und der Einleitung in Oberflächengewässer. Für eine umfassende Bewertung des Problems Mikroplastik und die Entwicklung von Lösungsansätzen ist eine Definition der Rolle der Kläranlagen zwischen Abscheider und Eintragsvektor unabdingbar.

Prozesskette

Bis heute wurde noch nicht eindeutig geklärt, welchen Effekt die Reinigungsprozesse auf die Mikroplastikfracht des behandelten Abwasserstroms haben. Mit der Thematik haben sich bisher erst drei Studien beschäftigt. In den Niederlanden wurden in drei Klärwerken Ablauf und Klärschlamm auf mitgeführte Plastikmengen untersucht (Leslie et al. 2013: »Microplastic Survey of the Dutch Environment. Novel Data Set of Microplastics in North Sea Sediments, Treated Wastewater Effluents and Marine Biota«). Dabei wurden insgesamt im Ablauf stark schwankende Partikelzahlen zwischen 9 und 91 pro Liter und im Klärschlamm hohe Anzahlen synthetischer Fasern ermittelt. Der in einer der drei Anlagen installierte Bioreaktor mit anschließender Mikrofiltration (Membranbioreaktor, MBR) zeigte keinen nennenswerten Effekt auf die Mikroplastikfracht. Neben der holländischen Studie wurden in einer Kläranlage in St. Petersburg Zulauf, mechanisch gereinigtes Abwasser und Ablauf hinsichtlich des enthaltenen Mikroplastiks (Fasern, synthetische und schwarze Partikel) untersucht, um den Effekt der einzelnen Prozessstufen nachvollziehen zu können (Helcom 2014: Preliminary study on synthetic microfibers and particles at a municipal wastewater treatment plant). Dabei zeigte die mechanische Reinigungsstufe allein eine Abscheidungseffizienz von 90 % und 96 % in Verbindung mit der biologischen Prozessstufe, wodurch sich die Kläranlage als sehr wirkungsvoll im Rückhalt von Mikroplastik erwies, mit Sandfang und Vorklärung als tragende Komponenten. In beiden Studien wurden die Proben lediglich visuell mittels stark größenlimitierter Lichtmikroskopie untersucht, die jedoch keine stoffliche Identifizierung der untersuchten Partikel erlaubt.

In einer im Oktober 2014 veröffentlichten Studie des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) haben die Wissenschaftler mit aufwändigen Aufbereitungsmethoden und anschließender spektroskopischer Analyse 12 norddeutsche Kläranlagen des Oldenburgisch-Ostfriesischen Wasserverbandes (OOWV) mit unterschiedlichen Anschlussgrößen und Durchsatzmengen im Hinblick auf Mikroplastik beprobt. Dabei wurden sämtliche die Kläranlagen verlassenden Ströme berücksichtigt (Ablauf, Klärschlamm, Leichtstoffe). Die gemessenen Frachten im Ablauf, durchschnittlich 897 Partikel m-3, unterschritten deutlich die der beiden vorangegangenen Studien und schwankten zudem stark zwischen den einzelnen Kläranlagen. Die Kläranlage Oldenburg weist als einzige der untersuchten Anlagen eine Schlussfiltration in Form eines Scheiben-Tuchfilters auf. Dieser konnte die Mikroplastikfracht um 97 % reduzieren. Insgesamt konnte durch die Studie ein gewisses Rückhaltepotenzial von Kläranlagen gegenüber Mikroplastik, gleichzeitig jedoch der Eintrag einer äquivalenten Partikelzahl in den Vorfluter nachgewiesen werden. Sandfänge hatten hier keinen nennenswerten Einfluss auf die Abscheidungseffizienz.

Die drei bisherigen Studien zum Thema Mikroplastik in Kläranlagen, in denen Ergebnisse und Erkenntnisse doch sehr stark divergieren, belegen den weiteren Forschungsbedarf. Gerade bezüglich der erhobenen Daten zu Mikroplastikfrachten und dem Rückhaltevermögen der Kläranlagen für Mikroplastik stehen die Feststellungen der Studien oft im Widerspruch zueinander. Aufgrund der unterschiedlichen angewendeten Methoden für Probenahme, Probenaufbereitung und Analytik sind die Studien zudem nur schwer miteinander vergleichbar. Das unterstreicht die Notwendigkeit weiterer Untersuchungen und der Entwicklung einer einheitlichen, standardisierten Methodik für Probenahme, Aufbereitung und Analytik. Zudem ist für eine Bewertung der Relevanz von Kläranlagen - als potenzieller Mikroplastikemittent - die Relation zu diffus in Gewässer eingebrachtem Mikroplastik und der gesamten Mikroplastikfracht der Flüsse erforderlich.


Ansprechpartner: Ralf Bertling


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