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Entwicklung eines neuen Filtermaterials zur selektiven Entfernung von Cr(VI) und Cr(gesamt) aus Grundwasser und industriellem Prozesswasser

Kurzbeschreibung:

Chrom wird in Grundwässern hauptsächlich als Cr(VI)-Verbindungen durch natürliche Prozesse der sauerstoffgetriebenen Oxidation aus Chrom(III)-Gesteinen und durch anthropogene Verunreinigungen, v.a. von der metallverarbeitenden Industrie, von Ledergerbereien oder Färbereien, eingetragen. Dabei sind Cr(VI)-Verbindungen typischerweise sehr gut löslich und sorbieren schlecht an Bodenpartikeln. Diese Eigenschaften führen dazu, dass Cr(VI)-Verbindungen im Gegensatz zu geringlöslichen Cr(III)-Verbindungen sehr mobil sind und unter geeigneten Bedingungen (vor allem im aeroben RedOx-Milieu) schnell ins Grundwasser gelangen können. Nur in anoxischen bzw. anaeroben Grundwässern (reduzierendes Milieu) werden keine Chrom(VI)-Spezies gefunden.

Studien der WHO und aus den USA zeigen, dass es sich bei der Belastung von natürlichen Grundwässern mit Cr(VI)-Verbindungen um ein weltweites Problem handelt. Vor allem in Ballungsräumen müssen durch Altlasten belastete Grundwasserleiter teilweise auch für die Trinkwassergewinnung genutzt werden. In Regionen mit Chromerz verhüttenden Betrieben wurde z.B. in der Vergangenheit durch den Einsatz chromathaltiger Schlacken als Ersatzbaustoff flächig ein Eintragspotenzial für Chromat ins Grundwasser geschaffen.

Der Grenzwert gemäß Trinkwasserverordnung liegt derzeit bei 50 μg/L Gesamtchrom (Crges). Es wird aktuell ein Grenzwert von 0,3 μg/L und ein vorläufiger Maßnahmenhöchstwert von 1,6 μg/L für Cr(VI)-Verbindungen im Trinkwasser diskutiert (BMG 2013, UBA 2012). Treten diese Grenzwerte in Kraft, besteht bei einigen Wasserversorgungsunternehmen Handlungsbedarf.

Ziel dieses vom BMBF geförderten Verbundprojekts aus Industrie und Wissenschaft ist es, ein neues Filtermaterial bzw. Verfahren zur selektiven Entfernung von Cr(VI)-Verbindungen und Crges aus Grund- und industriellen Abwässern zu entwickeln und später dieses Produkt auf dem Markt zu etablieren. Das TZW beteiligt sich im Rahmen des Projektes mittels seiner bereits etablierten Spurenanalytik für Chrom und Chromat (IC-ICP-MS) und etabliert eine Chromat-Methode mittels IC mit Nachsäulenderivatisierung. Beide Methoden werden auf ihre Eignung zur Spurenanalytik von Chromat in den projektrelevanten Wässern hin untersucht. Für höher belastete Prozesswässer (> 20 µg/L) soll eine onlinefähige Analysenmethode bzw. Schnellmethode entwickelt werden, die auf der photometrischen Chromatbestimmung basiert. Für beide Methoden werden in den projektrelevanten Wassermatrices die Verfahrenskenndaten ermittelt. Zudem beteiligt sich das TZW an der Erarbeitung von Adsorptionsisothermen und bei Versuchen mit einer Kleinfiltertestanlage.

Kontakt

Dr. Oliver Happel

Tel.: +49 721 9678-155
Fax: +49 721 9678-104
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Projektpartner

hydroFilt Forschungsgesellschaft GmbH (Projektkoordination)
VDEh-Betriebsforschungsinstitut GmbH (BFI)
Ingenieurbüro Fader Umwelttechnik
TU Berlin - Fachgebiet Wasserreinhaltung

Förderung

Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Projektdauer

01/2017 bis 12/2018