REPLAWA

Reduktion des Eintrags von Plastik über das Abwasser in die aquatische Umwelt

REPLAWA

Das Projekt

Das REPLAWA-Team untersucht innerhalb der Thematik des „Plastiks in der Umwelt“ die Fragestellungen im Zusammenhang mit der Abwasserableitung und -behandlung. Mikroplastik-Eintragspfade ins Gewässer durch Kläranlagen, Niederschlagswassereinläufe und Mischwasserentlastungen sowie die Senken bei der Abwasserbehandlung werden – soweit möglich – quantitativ beurteilt.

Verschiedene Filtrationsverfahren zur Reduzierung des Eintrags von Plastik bei der Abwasserbehandlung werden praktisch erprobt und bewertet. Basierend auf den Untersuchungsergebnissen und Auswertungen internationaler Regulierungsansätze werden Strategien zur Verminderung von Plastik-Einträgen über das Abwasser und zur Sensibilisierung von Entscheidungsträgern und Anlagenbetreibern abgeleitet.

Aufgrund der spezifischen Gegebenheiten im Abwasserbereich liegt der Fokus auf den kleineren Mikroplastik-Fraktionen (1 – 1000 µm), für die die größten Herausforderungen in Bezug auf die genannten Ziele bestehen.

Mit den Projektergebnissen wird eine Bewertung geeigneter Technik zum Rückhalt von Mikroplastik bei der Abwasserbehandlung ermöglicht. Politische und behördliche Entscheidungsträger profitieren zudem von den im Projekt erarbeiteten Bestandsaufnahmen und Hinweisen zur Strategieentwicklung im Bereich der Siedlungswasserwirtschaft.

Arbeitsschwerpunkte

A

Weiterentwicklung und Überprüfung geeigneter Probenahme-, Probeaufbereitungs- und Analysenmethodik für Mikroplastik in Abwasser und Klärschlamm

A

Bestandsaufnahme und Einordung der Einträge in Gewässer über Kläranlagenabläufe, Mischwasserentlastungen, Niederschlagswasser und diffuse Quellen

A

Bestandsaufnahme und Bilanzierung von Mikroplastik auf großtechnischen Kläranlagen

A

Vergleich und Bewertung verschiedener Filtrationsverfahren zur Abscheidung von Mikroplastik bei der Abwasserbehandlung mittels Vergleichsversuchen

A

Sozialwissenschaftliche Analyse und Einordnung von Regulierungsvorschlägen und -maßnahmen weltweit

A

Handlungsempfehlungen zur Strategieentwicklung im Bereich der Siedlungswasserwirtschaft und der damit verbundenen Regulierung des Plastikeintrages

Arbeitspakete

Probenahme- und Analysemethodik

Entwicklung und Anwendung von Methoden zur Probenahme, Probenaufbereitung und Analytik für die Mikroplastik-Bestimmung.

  • Auswahl einer geeigneten Analysetechnik für das Forschungsvorhaben -> TED-GC/MS
  • Aufbau der technischen und personellen Kapazitäten an der TU Berlin
  • Entwicklung der Probennahme- und -aufbereitungsmethodik für Abwässer und Klärschlamm
  • Entwicklung der Analysemethodik für wässrige und Feststoffproben mittels TED-GC/MS
  • Erarbeitung der methodischen Vorgehensweise zur Mikroplastikdotierung und Fluoreszenzmikroskopie für Abscheideuntersuchungen

Bestandsaufnahme der Einträge in Gewässer

Bestandsaufnahme und Bewertung der Eintragswege von Mikroplastik in Gewässer, in die Landwirtschaft und in Grundwasser.

  • Auswahl geeigneter Gewässerabschnitte an der Lippe sowie Standorte für Grundwasser- und Bodenuntersuchungen und auf landwirtschaftlichen Flächen in Braunschweig
  • Beprobung und Analysen
  • Quantitative Bewertung und Verifizierung von Mikroplastik-Einträgen und deren Randbedingungen für relevante Eintragspfade

Bestandsaufnahme und Bilanzierung auf groß­technischen Kläranlagen

Untersuchung, Bewertung und Optimierungsansätze zum Mikroplastikrückhalt auf Kläranlagen.

  • Auswahl und Abstimmung geeigneter Anlagen
  • Aufnahme von Anlagenkenndaten und Randbedingungen
  • Beprobung und Analysen
  • Bilanzierung der Stoffströme, Bewertung des Mikroplastikrückhalts
  • Ableitung weiterer Anforderungen, technische und betriebliche Optimierungsansätze für großtechnische Anlagen und für die halbtechnischen Untersuchungen (Arbeitspaket 4) im Hinblick auf den Rückhalt von Mikroplastik

Halbtechnische Untersuchungen zur Weiterentwicklung technischer Lösungen zum Abscheidung von Plastik

Bewertung der Rückhalteleistung von Mikroplastik auf Kläranlagen durch Untersuchungen im halbtechnischen Maßstab zur nachgeschalteten Filtration von Abwasser und zur Klärschlammfaulung mittels dotiertem Mikroplastik.

  • Auswahl der Anlagentechnik für Abscheideverfahren mittels Membran, Mikrosieb, Tuchfilter und dynam. Sandfilter
  • Aufbau und Betrieb halbtechnischer Versuchsanlagen für Vergleichsuntersuchungen auf der Kläranlage Steinhof in Braunschweig
  • Beprobung und Analysen
  • Technische und betriebliche Optimierung der Anlagen im Hinblick auf die Rückhaltung von Mikroplastik
  • Bewertung des Rückhalts von Mikroplastik

Sozialwissenschaft­liche Analyse von Regulierungsvorhaben und -maßnahmen weltweit

Zusammenstellung von internationalen Regulierungskonzepten zur Plastik-Problematik, mit Analyse von Akteursinteressen, Zusammenstellung und Bewertung von politischen Handlungsoptionen.

  • Recherchen zu internationalen Akteuren
  • Aufbau von Datenbanken zu staatlichen und zivilgesellschaftlichen Regulierungen
  • Analyse von Akteursinteressen (staatlich, privat) und deren Auswirkungen auf Regulierung
  • Kausale Analyse der Regulierungsergebnisse
  • Bewertung der politischen Maßnahmen im Hinblick auf die Problemlösung

Handlungsempfehlungen zur Strategie­entwicklung im Bereich der Siedlungs­wasser­wirtschaft

Erarbeitung von Handlungsempfehlungen zur Strategieentwicklung bezüglich der Bewertung und Reduzierung des Eintrags von Mikroplastik über das Abwasser in die natürliche Umwelt einschließlich der Einordung von regulatorischen Ansätzen.

  • Einordnung von Mikroplastik-Einträgen über Abwasser in Gewässer
  • Handlungsempfehlungen zu Gewässereinleitungen, Niederschlagswasserbehandlung und landwirtschaftlicher Verwertung
  • Beschreibung technischer Möglichkeiten zur Rückhaltung von Mikroplastik in Kläranlagen
  • Aufzeigen, wie regulatorische Ansätze und Veränderungen initiiert bzw. beeinflusst werden können
  • Erarbeitung von Empfehlungen zur übergeordneten Strategieentwicklung inkl. der Ergebnisse der sozialwissenschaftlichen Analysen

Koordination des Verbundprojekts

Fachliche und organisatorische Koordination des Verbundprojekts und der Ergebnisverbreitung.

  • Fachliche Koordination der Arbeitspakete und Querschnittsthemen
  • Abstimmung mit dem übergeordnetem Begleitvorhaben
  • Verbreitung der Ergebnisse
  • Verfolgung der Zeit- und Arbeitsplanung