Detektion hormonell aktiver Substanzen im wirkungsrelevanten Konzentrationsbereich zur Beurteilung einer großtechnischen Abwasser Ozonung

Naturliche Hormone und Substanzen mit einer hormonellen Wirkung werden als organischen Spurenstoffen oder Mikroschadstoffe bezeichnet und werden uber verschiedene Quellen in die Umwelt eingetragen. Dies fuhrt insbesondere bei aquatischen Lebewesen zu Veranderungen im endokrinen System. Um die Belastung der Gewasser mit hormonell aktiven Substanzen zu verringern und einen guten chemischen und okologischen Status nach europaischer Wasserrahmenrichtlinie zu erreichen, wird eine Reduktion des Eintrags hormonell aktiver Substanzen angestrebt. Die meisten Abwasser werden in Klaranlagen gesammelt, die somit Punktquellen fur den Eintrag von hormonell aktiven Substanzen in die Umwelt darstellen. Zur Untersuchung neuer Methoden zur Abwasserreinigung sind zuverlassige und sensitive analytische Messtechniken notwendig. Da aktuelle instrumentelle Messmethoden nicht in der Lage sind hormonell aktive Substanzen im wirkungsrelevanten Konzentrationsbereich zu messen, wurden Hefezellenassays zur Detektion der ostrogenen (A-YES) und androgenen (A-YAS) Aktivitaten fur eine Anwendung in Oberflachengewassern und Abwassern evaluiert. Im Anschluss wurden diese Assays zur Beurteilung und Optimierung der Eliminationsleistung einer grostechnischen Ozonung auf einer kommunalen und einer Krankenhaus Klaranlage eingesetzt. Die untersuchten Abwassermatrices zeigten keine Effekte auf die Enzym Substrat Reaktion und die optische Dichte der A-YES Hefezellensuspension. Proben eines Oberflachengewassers sowie von Klaranlagen Zulaufen verursachten im A-YAS eine erhohte optische Dichte der Zellsuspension im Vergleich zur Referenz. Eine verringerte optische Dichte der A-YAS Hefezellsuspension konnte in Extrakten von Zulaufproben bestimmt werden. Durch die Dotierung unterschiedlicher Konzentrationen der Referenzsubstanzen zu Oberflachengewasser- und Abwasserproben konnten Dosis Wirkungskurven mittels A-YES und A-YAS Assays abgebildet werden. Dabei konnte gezeigt werden, dass insbesondere in Klaranlagen-Zulaufproben sowohl eine ostrogene als auch eine androgene Aktivitat bereits in der undotierten Ausgangsprobe vorhanden war. Des Weiteren konnten inhibierende Effekte in den Proben detektiert werden, die auf antagonistische Substanzen hindeuten. Die Analyse von Klaranlagen Ablaufen zeigte ostrogene Aktivitaten zwischen 0,035 und 5,5 ng EEQ/L sowie androgene Aktivitaten zwischen < 0,31 und 6,1 ng DHTEQ/L. Wahrend der grostechnischen Ozonung konnte die ostrogene Aktivitat in einer kommunalen sowie einer Krankenhaus Klaranlage um bis zu 97% bzw. 83% reduziert werden. Die Reduktion der androgenen Aktivitat lag bei 80% und 66%. Fur zwei Verfahren zur bedarfsabhangigen Steuerung der Ozonung basierend auf der ostrogenen Aktivitat und auf dem DOC Gehalt konnte die Machbarkeit gezeigt werden. Allerdings stellten sich beide Methoden zum jetzigen Zeitpunkt als nicht wirtschaftlich heraus. Antagonistische Aktivitaten konnten in einem Konzentrationsbereich von 330 - 2.700 µg OHTEQ/L (anti-ostrogene Aktivitat) und 550 - 730 µg FEQ/L (anti-androgene Aktivitat) mittels anti A-YES und anti A-YAS detektiert werden. Wahrend der einzelnen Reinigungsstufen konnte keine Reduktion der antagonistischen Aktivitaten nachgewiesen werden. Sowohl A-YES als auch A-YAS sind fur die Analyse von Abwasserproben geeignet und ermoglichen so erstmals die Beurteilung von Verfahren zur Abwasserreinigung im wirkungsrelevanten Konzentrationsbereich.