NitraSorb
Textile based adsorbents for the removal of nitrate from drinking water
Zunehmende Fälle von übermäßigem Nitratgehalt in Grund- und Oberflächenwasser geben in der EU wie auch weltweit Anlass zur Sorge. Seit über einem Jahrzehnt überschreiten die Nitratkonzentrationen den Grenzwert von 50 Milligramm pro Liter an fast einem Fünftel der 1200 Grundwassermessstellen in Deutschland. Auch in Wallonien treten Konzentrationen über 50 mg Nitrat auf. Der Anstieg der Nitratwerte kann auf verschiedene Formen menschlicher Aktivitäten zurückgeführt werden, insbesondere auf den extensiven Einsatz von Düngemitteln in der Landwirtschaft, der zu einer hohen Nitratbelastung von Böden und Oberflächengewässern führt.
Infolgedessen reichert sich Nitrat im Grundwasser und in Oberflächengewässern an. Ähnlich wie andere Stickstoffverbindungen können erhöhte Nitratkonzentrationen in Oberflächengewässern aufgrund von Eutrophierung negative Auswirkungen auf das Ökosystem haben. Darüber hinaus ist nitratbelastetes Trinkwasser schädlich für den Menschen, insbesondere für Neugeborene, und steht im Verdacht, das Krebsrisiko zu erhöhen.
Im Hinblick auf den gesundheitlichen Aspekt ist es von großer Bedeutung, den Nitratgehalt im Trinkwasser zu kontrollieren. Die Wasserversorgungsunternehmen ergreifen bereits Maßnahmen, sowohl präventiv als auch reaktiv, um den Nitratgehalt im Trinkwasser zu reduzieren. Präventiv versuchen die Wasserversorger, die Anzahl der Schadstoffe und damit auch das Nitrat zu begrenzen, das überhaupt ins Rohwasser gelangt. Reaktiv behandeln sie das Trinkwasser, um sicherzustellen, dass es unter dem Trinkwassergrenzwert von 50 mg/L liegt. Mittel- bis langfristig führen hohe Nitratwerte zu Kostensteigerungen in der Trinkwasserversorgung, die sich indirekt auch auf die Wasserpreise für die Verbraucher auswirken. Ein Bericht des Bundesverbandes der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) schätzt, dass die Wasserpreise in Zukunft regional um bis zu 62 % steigen werden, vor allem weil Nitrat aus dem Trinkwasser entfernt werden muss. Allerdings gibt es derzeit keine praktikablen Technologien, um das Problem direkt zu lösen und Nitrat aus dem Grundwasser zu entfernen. Die nach dem Stand der Technik verfügbaren Technologien zur Nitratentfernung sind Ionenaustausch, Umkehrosmose und biologische Denitrifikation. Diese Methoden haben jedoch ihre Grenzen, da einige von ihnen als teuer und weniger effektiv gelten und zusätzliche Nebenprodukte erzeugen. Bevorzugt wird in der Wasseraufbereitung jedoch die Adsorption auf grund ihre Effizienz, leichten Durchführbarkeit und etablierten Verfahren. Gleichzeitig ist die Auswahl eines geeigneten Adsorptionsmittels zur effektiven Nitratentfernung eine komplexe Aufgabe, da sie von mehreren Faktoren abhängt, wie z. B. dem Bereich der anfänglichen Nitratkonzentration, anderen konkurrierenden Ionen und deren Konzentration im Wasser, der Einstellung des pH-Werts, dem richtigen Betrieb und der Wartung usw. Das Ziel dieses NITRASORP-Forschungsprojekts ist die Entwicklung und Untersuchung der Machbarkeit eines wiederverwendbaren oberflächenmodifizierten Textilfilters zur Nitratentfernung, so dass er als nachhaltiger Ansatz zur Reduzierung der Auswirkungen von Nitrat auf die Umwelt und die menschliche Gesundheit beitragen könnte. Die Zielsetzung ist es einen effektiven Adsorber zu erhalten, welches Nitrat bei neutralem pH-Wert binden kann und welcher mehrfach wiederverwendet werden kann. Diese Fragen sollen im Projekt NITRASORB bearbeitet werden und es soll die Machbarkeit als kosteneffizienter Ansatz zur Erweiterung der bestehenden Wasseraufbereitungstechnologie gezeigt werden.
Angaben zum Forschungsvorhaben:
Titel: Textile based adsorbents for the removal of nitrate from drinking water
Kennwort: NitraSorp
IGF-Projekt-Nr.: 336 EN
Laufzeit: 01.05.2022- 31.04.2024
Projektpartner: Celabor, Belgum
Ansprechpartner: DTNW: Dr. Alaa Salma, salma@dtnw.de
Celabor: Dr. Christelle Vreuls, cvr@celabor.be
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