Spurenstoffe aus der Abwasserwiederverwendung: Aufnahme, Transport und Transformation in bewässerten Pflanzen - PECtake

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Thorsten Reemtsma
• Fachliche Zuordnung: Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 239063652

Angesichts des in ariden und semiariden Regionen bestehenden Wasser-Mangels wird in diesen Regionen, wie zum Beispiel dem Nahen Osten, behandeltes Abwasser (TWW) zur Bewässerung landwirtschaftlicher Flächen eingesetzt. In Israel und Jordanien wird 85% des TWW zur Bewässerung verwendet und macht insgesamt 50% des Bewässerungswassers aus. In den vergangenen Jahren ist gezeigt worden, dass auf diesem Wege organische Spurenstoffe (PEC) in das landwirtschaftliche System eingetragen werden und von Pflanzen aufgenommen werden können. Zu diesen Stoffen zählen Pharmaka, Körperpflegemittel, Haushaltschemikalien und andere. Insbesondere für schlecht abbaubare nicht-ionische PEC konnten wir eine messbare Aufnahme aus zur Bewässerung eingesetztem Abwasser in landwirtschaftliche Pflanzen und deren essbare Anteile nachweisen. Vor diesem Hintergrund widmet sich dieses Folge-Projekt folgenden Fragen:Für welche Verbindungen ist der Boden und, insbesondere, die Wurzelzone kein effektiver Filter? Wie beeinflussen die physikalisch-chemischen Eigenschaften der PEC den Grad der Aufnahme und Verteilung in Pflanzen? Zu welchem Anteil erreichen PEC nach der Aufnahme dann die essbaren Anteile der Pflanzen? In welchem Maße werden PEC in Pflanzen transformiert und zu welchen Produkten? Bei welchen Stoffen wird die Aufnahme in Pflanzen und später die Aufnahme mit den essbaren Anteilen unterschätzt? Welche Auswirkungen hat die Bewässerung mit TWW auf das Grundwasser, das auch zur Bewässerung verwendet wird? Welchen Beitrag liefert PEC in landwirtschaftlichen Produkten zur Humanexposition des Menschen?Das Projekt wird diese Fragen mit einer abgestimmten Strategie in Gewächshäusern, in Lysimetern und auf Feldern untersuchen, auf denen Bewässerung mit TWW praktiziert wird. Blatt- und Wurzelgemüse von besonderer Bedeutung für die landwirtschaftliche Produktion in Israel und Jordanien stehen im Fokus der Untersuchungen. Die quantitative Bestimmung der Konzentrationen von PEC in Wasser, Boden und Pflanzenteilen sowie die Identifizierung von Transformationsprodukten wird mit neuesten massenspektrometrischen Techniken durchgeführt, einschließlich des screenings mit hochauflösender Massenspektrometrie (LC-HRMS).Vor dem Hintergrund, dass die Wiederverwendung von TWW zur Bewässerung in der Landwirtschaft in ariden und semiariden Gebieten unvermeidlich ist, wird das Konsortium auf der Basis seiner erzielten wissenschaftlichen Ergebnisse abschätzen, ob die gegenwärtige Praxis der Bewässerung mit TWW so fortgesetzt werden kann, oder ob empfohlen werden sollte, bei der Bewässerung bestimmte Kombinationen von PEC, Böden und Pflanzen zu vermeiden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Israel, Jordanien
• ausländische Mitantragsteller: Dr. Marwan Al-Raggad; Professor Dr. Benny Chefetz; Professor Dr. Yitzhak Hadar; Professor Dr. Elias Salameh
• Kooperationspartnerin: Dr. Bettina Seiwert