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Einfluss der Klärschlammvorbehandlung durch Sulfidierung auf die Bioverfügbarkeit von Silbernanomaterialien bei der anschließenden Klärschlammverwertung auf landwirtschaftlichen Flächen
Kraas, Marco
Berlin (Deutschland)
Selbstverlag
2017, 187 S., Abb., Tab., Lit.
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[Quelle: http://d-nb.info]
Als antibakterielle Substanz gelangen Silbernanomaterialien (AgNM) über Klärschlamm auf landwirtschaftlich genutzte Flächen. Vor ihrer Verwertung gibt es verschiedene Möglichkeiten der Klärschlammaufbereitung, die unterschiedlich auf die Schlämme und die darin enthaltenen AgNM einwirken und potenziell zu unterschiedlichen Ag-Spezies mit veränderter Bioverfügbarkeit führen können. Folgende Fragestellungen wurden im Rahmen der Dissertation bearbeitet: Welchen Einfluss hat die Klärschlammaufbereitung auf die Bioverfügbarkeit von AgNM (Schwerpunkt Bodenmikroflora)? Welche Faktoren beeinflussen die Sulfidierung von AgNM als "natürliche Detoxifizierung" wobei die AgNM mit chemischen Verfahren speziiert wurden? Können Laborversuche als Indikatoren für das Verhalten von AgNM im Freiland genutzt werden? Dazu wurden Kläranlagenversuche mit einem sphärischen AgNM und Ag-Referenzmaterialien mit verschiedenen Schwefel- und Silberkonzentrationen im Kläranlagenzulauf durchgeführt, die Klärschlämme unterschiedlich aufbereitet (Direktapplikation, Hygienisierung durch Kalkung, Hygienisierung durch Pasteurisierung und Klärschlammfaulung) und die landwirtschaftliche Verwertung in Labor- und Freilandversuchen simuliert. Untersuchungen mit dem Transmissionselektronenmikroskop mit energiedispersiver Röntgenspektroskopie (TEM EDX) zeigten die Sulfidierung der AgNM bereits in der Kläranlage, die weitere Aufbereitung hatte keinen signifikanten Einfluss auf die Ag-Spezies und deren Bioverfügbarkeit. In allen Behandlungen der Langzeitstudien war die Nitrifikation erheblich gehemmt, nur die Hygienisierung durch Kalkung führte indirekt, durch eine Anhebung des Boden-pH-Wertes, zu weniger ausgeprägten Effekten. Dieser Einfluss muss jedoch als zeitlich begrenzte Konditionierung betrachtet werden, sodass die AgNM grundsätzlich bioverfügbar bleiben.
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