Grundlagen für die Entfernung ausgewählter Arzneimittel mit pulverisierter Aktivkohle

Abstract

Eine Problematik, die in den letzten Jahrzenten in zunehmendem Maße aufgetreten ist, ist das immer häufigere Auffinden von anthropogenen und chemischen Spurstoffen in Oberflächengewässern und im Grundwasser. Kläranlagen können nicht alle Arzneimittel in der konventionellen Abwasserreinigung zur Gänze entfernen. Dies wirkt sich negativ auf die aquatische Umwelt aus. [38] Im Rahmen der Diplomarbeit wurde zum einen experimentell untersucht, inwieweit der Einsatz von pulverisierter Aktivkohle (PAK), welche von der Firma Donauchemie AG zur Verfügung gestellt wurde, zur Entfernung der ausgewählten Arzneimittel Diclofenac, Carbamazepin, Ibuprofen und Sulfamethoxazol geeignet ist. Weiters werden die Grundlagen für die Dimensionierungsansätze für einen großtechnischen Einsatz von pulverisierter Aktivkohle untersucht. Dafür wurden im Labor Versuche mit Trinkwasser und gereinigtem Abwasser (Kläranlagenablauf) durchgeführt. Die Versuche fanden mit unterschiedlichen Aktivkohlemengen in unterschiedlichen Volumina statt, um die Entfernung der Medikamente durch Adsorption zu veranschaulichen und ihre Eigenschaften zu untersuchen. Bei der verwendeten Aktivkohle handelt es sich um das Produkt Epibon A. Die Wahl fiel auf die bereits genannten Arzneimittel, da sie ein großes Spektrum von gering bis gut adsorbierbar abdecken. Um einen deutlichen Unterschied zwischen den Arzneimitteln zu sehen, wurden sie einzeln, aber auch in einer Mischung aus allen vier Arzneimitteln, untersucht. Die Adsorption von Arzneimitteln durch pulverisierte Aktivkohle ist eine effektive Methode zur Entfernung von Pharmaka. Weiters wird im Rahmen der Diplomarbeit festgestellt, dass die angewendete Methodik für alle untersuchten Arzneimittel, mit Ausnahme von Sulfamethoxazol, geeignet ist, um in verschiedenen Abwassermatrizen das Adsorptionsverhalten zu charakterisieren, sowohl als Einzelstubstanzen, als auch in einer Mischung der vier ausgewählten Arzneimittel. Die Methodik liefert auch über das Adsorptionsverhalten reproduzierbare Ergebnisse. Die angewendete Methodik liefert nicht nur für die Untersuchungen mit Trinkwasser reproduzierbare Ergebnisse, sondern auch für die Untersuchungen mit Kläranlagenablauf, wobei das Arzneimittel Sulfamethoxazol wieder eine Ausnahme darstellt.

A problem that has occurred increasingly in recent decades, is the more frequent finding of anthropogenic and chemical trace pollutants in surface waters and groundwater. Sewage treatment plants cannot remove entirely drugs through the conventional wastewater treatment. As part of the thesis experimental investigation was realised whether the use of powdered activated carbon (PAC), which was provided by the company Donau Chemie AG with the product name Epibon A, is suitable for the removal of the selected drugs diclofenac, carbamazepine, ibuprofen and sulfamethoxazole. Another purpose is to examine the basis for the dimensioning for an industrial application. Experiments were carried out at laboratory with drinking water and treated wastewater (final effluent). The tests were carried out with different concentration of activated carbon in different volumes to illustrate the removal of the drugs by adsorption and examine their properties. To see a clear difference between the drugs, they were studied individually, but also in a mixture with all the selected drugs. The adsorption of drugs by powdered activated carbon is an effective method for the removal of pharmaceuticals. In the thesis it`s discovered, that the methodology used for all investigated drugs, with the exception of sulfamethoxazole, is suited to characterize the adsorption behaviour in different matrixes of wastewater, individually and in a mixture with all four pharmaceuticals. The methodology also provides reproducible results about the adsorption behavior. The applied methodology doesn't provide reproducible results only for the studies with drinking water, but also for the investigation with wastewater, whereas the drug sulfamethoxazole is again an exception.