Bericht - Eawag

20 CHEMiKALiEN UND EFFEKTE
Arsen und Uran im griechischen
Grundwasser
In manchen Regionen Griechenlands enthält zum Trinken verwendetes Grundwasser erhöhte
Konzentration von Arsen und Uran. Während Uran in den untersuchten Regionen unter
dem Richtwert auftritt, liegen die Arsenkonzentrationen über dem neuen EU-Grenzwert von
10 µg/l. Bereits getroffene Massnahmen müssen nun rasch ausgeweitet werden, um die seit
Januar 2008 geltenden neuen Vorgaben einzuhalten. ioannis Katsoyiannis und Stephan Hug, W+T
Aufgrund der Krebs fördernden Wirkung
haben EU, WHO und USA den
Grenzwert für Arsen im Trinkwasser
auf 10 µg/l gesenkt. Dieser wird
auch in vielen Regionen Europas
überschritten. in Griechenland galt
bis Januar 2008 ein Übergangsgrenzwert
von 35 µg/l. in einem von
der EU finanzierten Projekt haben
wir zwei Regionen in Griechenland
untersucht.
Dreimal höher als Grenzwert
in Grundwasser kommt Arsen in zwei
Formen vor: in sauerstoffhaltigem
Wasser überwiegt As(V), das sich
leichter entfernen lässt. in sauerstofffreiem
Wasser dominiert As(iii),
das zur Entfernung meist zuerst zu
As(V) oxidiert werden muss. in zwei
Gebieten am Golf von Thessaloniki
haben wir 23 Grundwasserfassungen
beprobt. Die Arsenkonzentrationen
in beiden Regionen betrugen
im Durchschnitt 30 µg/l mit Werten
von 10–70 µg/l. in den reduzierenden
Grundwässern von Aksios in der
Schwemmebene der Flüsse Aksios
und Loudias lag vorwiegend As(iii)
vor und die Urankonzentrationen waren
tief. im sauerstoffhaltigen Grundwasser
in der Karstregion Kalikrateia
dagegen dominierte As(V) und die
Urankonzentrationen reichten bis
10 µg/l (WHO-Richtwert für Uran:
15 µg/l).
in Malgara (Aksios) enthält das
Grundwasser 20 µg/l Arsen (hauptsächlich
As(iii), 165 µg/l Eisen,
Die Situation in der Schweiz
in der Schweiz gilt für Arsen noch der Grenzwert von 50 µg/l.
Wo mehr als 10 µg/l Arsen vorkommen – vor allem im Tessin, in
Graubünden und im Wallis – kann das Problem meist durch Verdünnung
mit unbelastetem Wasser gelöst werden. Für die Verwendung
einzelner belasteter Quellen müsste das Arsen ähnlich
wie in Griechenland entfernt werden.
Arsen [µg/l]
20
15
10
5
0
Grenzwert
1 2 3 4 5
1 im Grundwasser
2 nach der Belüftung
3 nach der biologischen Oxidation
4 nach der Fe(III)-Zugabe
5 nach der Sand-Filtration
Astotal nicht filtriert
Astotal filtriert
As(III) filtriert
Arsenkonzentrationen im Wasser von Malgara/Aksios
nach jeder Aufbereitungsstufe.
550 µg/l Phosphat, 235 µg/l Mangan
und 1,2 mg/l Ammonium. 2005 wurde
eine mehrstufige Wasserbehandlungsanlage
installiert, in der wir zusammen
mit den lokalen Betreibern
die Entfernung von Arsen untersucht
haben.
Entfernung in vier Stufen
in Stufe 1 wird das Wasser belüftet.
Gelöstes Fe(ii) wird zu unlöslichem
Fe(iii) oxidiert, so dass es
mikroskopisch kleine, suspendierte
Eisenoxidpartikel (braunes Wasser)
20 km
Aksios
Katerini
Thessaloniki
Kalikratia
Lage der zwei untersuchten Regionen in
Nord-Griechenland: a) Aksios, 30–40 km
westlich von Thessaloniki und b) Kalikratia,
40–50 km südöstlich von Thessaloniki.
bildet. Ein geringer Teil As(iii) wird
dabei zu As(V) oxidiert und im Eisenoxid
gebunden. Die zweite Stufe
ist ein biologischer Sandfilter, in
dem natürlich vorhandene Bakterien
gelöstes Mangan zu Manganoxiden
oxidieren, die zusammen mit den
Eisenoxiden zurückgehalten werden.
As(iii) wird zu As(V) oxidiert, nicht
aber entfernt, weil die bis anhin
entstandenen Oxide nicht genügend
Arsen binden. in der dritten Stufe
wird durch Zugaben von Fe(iii) mehr
Eisenoxid gebildet, so dass nun nur
noch an Eisenoxidpartikel gebundenes
und damit filtrierbares Arsen
vorhanden ist, das im Sandfilter von
Stufe 4 entfernt wird. in Gebieten
mit sauerstoffhaltigem Grundwasser
mit As(V) würde eine Anlage mit den
Stufen 3 und 4 genügen.
in Laborversuchen und in Pilotanlagen
entwickeln wir zur Zeit einfachere
Arsenentfernungsmethoden für kleinere
Anlagen. Eine vielversprechende
Möglichkeit ist die Verwendung
von Sandfiltern mit Eisenspänen, die
in belüftetem Wasser laufend gelöstes
Fe(ii) und Eisenoxide bilden und
damit kontinuierlich As(iii) oxidieren
und zurückhalten. i i i
Katsoyiannis i.A., Hug S.J. et al. (2007):
Arsenic speciation and uranium concentrations
in the groundwaters in
Northern Greece: Correlations with
redox indicative parameters and implications
for groundwater treatment.
Science of the Total Environment
383, 128–140.
Katsoyiannis i.A., Zikoudi A., Hug S.J.
(2008): Arsenic removal from groundwaters
containing iron, ammonium,
manganese and phosphate: A case
study from a pilot plant unit in Northern
Greece. Desalination 224,
330–339.