Chromat: Analytik und Entfernung bei der Aufbereitung von Trinkwasser
Das Metall Chrom kann in natürlichen Wässern in 2 Formen (Oxidationsstufen) vorkommen: als Chrom (III) und/oder Chrom (VI). Nach einer neueren Studie im Auftrag des Umweltbundesamtes (2012) wird für Chrom (VI), das als krebserregend eingestuft ist, im Trinkwasser ein Leitwert von 0,3 µg/l diskutiert.
Die Belastungssituation an Chrom (VI) in Grund-, Roh- und Trinkwässern ist in vielen Fällen nicht bekannt. Denn bei der Trinkwasserüberwachung wird die Konzentration an Gesamt-chrom bestimmt, für das in der Trinkwasserverordnung der wesentlich höhere Grenzwert von 50 µg/l festgelegt ist. Der Grenzwert für Gesamtchrom wird in der Regel deutlich eingehalten. Aktuelle Untersuchungen zeigen, dass in einigen Grund-, Roh- und Trinkwässern die Chrom (VI) Konzentrationen über dem diskutierten Leitwert von 0,3 µg/l liegen. Für eine flächendeckende Aussage zur Belastungssituation sind nach Angaben des Umweltbundesamts weitere Untersuchungen auf Chrom (VI) erforderlich. Die methodisch anspruchsvolle Analytik (IC-ICP-MS Kopplung) wurde am IWW erfolgreich mit einer Bestimmungsgrenze von 0,05 µg/l Chrom (VI) etabliert.
Studien zeigen, dass Chrom in natürlichen Böden im Feststoff überwiegend in dreiwertiger Form sorbiert vorliegt. Dabei können Gehalte von 30 bis 300 mg/kg erreicht werden. Die Lösung der Chromspezies (CrIII/CrVI) im Sicker- und Grundwasser wird in erster Linie durch den pH-Wert und die Redoxbedingungen sowie die damit verbundenen Sorptions- und Desorptionsvorgängen bestimmt. So kann insbesondere in der Bodenzone im Reaktionskontakt zu Manganoxidphasen das wenig mobile Chrom(III) zu Chrom(VI) oxidieren und aufgrund seiner höheren Löslichkeit mit dem Sickerwasser in das Grundwasser abtransportiert werden. Liegt im Grundwasserleiter reduktive Kapazität in Form von Eisensulfid (Pyrit) und/oder organischem Material vor, wird Chrom(VI) wiederum zu Chrom(III) reduziert. Wird diese reduktive Kapazität im Rahmen der im Untergrund ablaufenden Denitrifkationsprozesse aufgebraucht, kann es auch hier zu einer erneuten Freisetzung von Chrom(VI) kommen. Um die derzeitige aber auch eine zukünftige Belastung wasserwirtschaftlich genutzter Grundkörper insbesondere hinsichtlich Chrom(VI) bestimmen zu können, müssen neben den potentielle Eintragsquellen v.a. die im Untergrund ablaufenden Transportvorgänge untersucht werden.
Für die Trinkwasseraufbereitung in Deutschland war die Entfernung von Chromat bisher kein Thema. In den USA wurden jedoch seit Anfang der 2000er Jahre umfangreiche Forschungsvorhaben zu diesem Thema durchgeführt. IWW steht mit einigen der dortigen Akteure in engem Kontakt, kennt die Ergebnisse der Studien zur Chromatentfernung und hat zu diesem Thema eigene Arbeiten durchgeführt.
Zudem verfolgt IWW intensiv die Diskussion um eine eventuelle Bildung oder auch Elimination von Chromat bei der Trinkwasseraufbereitung oder einen Eintrag aus Aufbereitungsstoffen.
Nach derzeitigem Kenntnisstand kommen zur Chromatentfernung vor allem Sorptions- und Membranverfahren sowie eine Kombination aus Reduktion, Fällung und Filtration in Betracht.
Ansprechpartner zur Analytik von Chrom (VI) in Grund-, Roh- und Trinkwasser:
Ansprechpartner zum möglichen Vorkommen von Chrom (VI) im Grundwasserleiter von Einzugsgebieten:
Ansprechpartner zum Thema Chromatentfernung: