Herausforderungen und Ziele

In immer größeren Mengen gelangen Arzneimittel, Haushaltschemikalien, Pestizide oder deren Rückstände in das Grund- und Oberflächenwasser, aus dem auch unser Trinkwasser gewonnen wird. Dies ist aufgrund der zum Teil noch unbekannten Wirkungen dieser sogenannten „anthropogenen“ Spurenstoffe in der Umwelt problematisch.

So finden sich vor allem in urbanen Ballungsräumen und in Gebieten mit intensiver Landwirtschaft immer zahlreicher verschiedene Rückstände als Spurenstoffe im Trinkwasser, einem unserer wichtigsten Lebensmittel. Obwohl diese Stoffe nur in sehr kleinen Konzentrationen vorliegen entfalten sie dennoch ungewollte biologische Wirkungen. So schädigen sie die Gewässerökologie, tragen zum Beispiel im Falle von Antibiotika zum Entstehen multiresistenter Keime bei oder sie sind wie bei den Rückständen von Östrogenen für die Zunahme von Fertilitätsstörungen verantwortlich und belasten hierdurch unser Gesundheitssystem in immer stärkerem Maße.

Leider gelingt es bisher kaum, diese Spurenstoffe in der kommunalen Abwasserbehandlung als einem Haupteintragspfad wirksam zurückzuhalten. Man weiß aber seit einiger Zeit, dass sie elektrochemisch sehr wirkungsvoll und vor allem rückstandsfrei zerstört werden können.

Noch besser gelingt dies, wenn man die dabei ablaufenden Reaktionen mittels Ultraschalls verstärkt. Das Prinzip ist unter dem Schlagwort „Sono-elektrochemie“ bekannt. Die heute dafür zur Verfügung stehenden Reaktoren sind allerdings für die Behandlung großer Wassermengen aus Kläranlagen nicht wirtschaftlich.

Inhalt und Arbeitsschwerpunkte

Das Projektziel ist die Entwicklung und Erprobung eines neuen Elektrodentyps für elektrochemische Anwendungen, der sono- und elektrochemischen Aktivierung von Elektrodenreaktionen. Avisiertes Einsatzgebiet ist die Beseitigung von Medikamentenrückständen in Wässern.

Projektpartner

Fraunhofer Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS, Dresden

→ Materialforschung für Sono-Elektroden-Demonstratordesign und -erprobung

Friedrich-Schiller-Universität Jena, Jena

→ Integration des Ultraschalls in einen sonoelektrochemischen Reaktor

Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften, Suderburg

→ Reduktion von Xenobiotika durch sonochemisch unterstützte elektrolytische Redoxreaktionen