| Rückstände des Herbizids Glyphosat werden in Muttermilch, Urin, Lebensmitteln und Oberflächenwasser gefunden, was nicht zuletzt damit zusammenhängt, dass Kläranlagen an ihre Leistungsgrenzen der Reinigung stoßen. Zudem haben Kläranlagen das Problem, jährlich zwei Millionen Tonnen mit Rückständen belasteten Klärschlamm kostenintensiv entsorgen zu müssen. In meinem Jugend-forscht-Projekt möchte ich am Beispiel der Kläranlage meines Heimatorts Vilsbiburg untersuchen, ob Klärschlämme verschiedener Reinigungsstufen (Primär-, Sekundär-, Faul- und entwässerter Klärschlamm) durch oxidativ katalytische Umsetzung in ihrer Masse und ihrem Schadstoffgehalt reduziert werden können, um dann zu entscheiden, ob bzw. an welcher Stelle der Klärung es Sinn macht, eine zusätzliche „katalytische“ Reinigungsstufe in den Ablauf einer Kläranlage zu integrieren. Zur Versuchsdurchführung werden in einem Autoklaven Klärschlämme unterschiedlicher Reinigungsstufen und die Reinstoffe Glyphosat, Prednisolon, Estradiol, Diclofenac, Ibuprofen, Propranolol, Doxycyclin sowie Ciprofloxacin (Arzneimittelwirkstoffe = API´s) bei konstanter Temperatur von 90 °C und einem Druck von 10 bar unter Zusatz eines Katalysators oxidativ umgesetzt. Anschließend werden Produkte der Katalyse (kurzkettige Carbonsäuren, CO2, CO) mittels NMR-Spektroskopie, Ionenaustauschchromatographie und Infrarotmessung bestimmt. Die Ergebnisse zeigen zum einen, dass die Masse des Klärschlamms um bis zu 70 % reduziert wird, wodurch das Entsorgungsproblem erleichtert wird und ganz nebenbei Ameisensäure als energetisch interessantes, kompaktes Speichermedium von Wasserstoff abfällt, das weitere Nutzungsmöglichkeiten durch den Einsatz in der Brennstoffzelle bietet. So könnten allein mit dem jährlich anfallenden Vilsbiburger Klärschlamm rund 355000 l Ameisensäure gewonnen werden, entsprechend 71000 l Benzin. Zusätzlich zeigt sich, dass die Katalyse zur Zersetzung von Glyphosat und fast aller untersuchten Arzneimittelwirkstoffe führt. Schlussfolgernd sollte eine zusätzliche katalytisch oxidative Reinigungsstufe in Kläranlagen integriert werden. |
| Name: | Victoria Haller |
| Fachgebiet: | Chemie |
| Regionalwettbewerb: | Niederbayern |