Sorption and mass fluxes of sulfonated naphthalene formaldehyde condensates in aquifers

Sulfonated naphthalene formaldehyde condensates (SNFC) and their monomeric analogues were used as superplasticizers for cement suspension injections at two tunnel construction sites that are in direct contact with groundwater. Because in one case the aquifer is an important drinking water resource, the behavior of SNFC in the groundwater was carefully investigated. Chemical analyses showed that SNFC leached to the groundwater in concentrations of up to 58 microg/l of total SNFC at a distance of about 60 m down-gradient from the construction site. Of the individual SNFC components, only monomers and oligomers with up to four units could be detected in the groundwater. Oligomers with more than four units did not leach from the cement paste. The leached oligomers were transported in the groundwater at different velocities, which can be explained by sorption experiments. Mass fluxes of SNFC used at the tunnel construction sites were evaluated. Most SNFC were immobilized in the cement, but 5% (w/w) of the applied SNFC were found to leach into the aquifer. This corresponds to a total amount of leached SNFC of approximately 100 kg, of which about 80% are biodegraded in the aquifer and 20% (20 kg) still remain in the groundwater.     

Bioaccumulation of the lipophilic metabolites of nonionic surfactants in freshwater organisms

Nonylphenol (NP), nonlyphenol monoethoxylate (NP1EO) and nonylphenol diethoxylate (NP2EO) were determined in different freshwater organisms from the surface waters in the Glatt Valley, Switzerland. Rather high concentrations of the compounds investigated have been found to occur in macrophytic algae, particularly Cladophora glomerata (up to 38 mg kg(-1), 80 mg kg(-1), and 28 mg kg(-1) of NP, NP1EO and NP2EO, respectively), the bioconcentration factors of NP reaching up to 10,000. The concentrations in fish were much lower (NP: < 0.03-1.6 mg kg(-1), NP1EO: 0.06-7.0 mg kg(-1), and NP2EO: <0.03-3.1 mg kg(-1) indicating that biomagnification did not take place. Similar concentrations to those in the fish were determined in different tissues of a wild duck. The estimated bioconcentration factors in fish tissues ranged from 13 to 410 for NP, 3 to 300 for NP1EO and 3 to 330 for NP2EO.     

Priorisierung von bioziden Wirkstoffen aufgrund der potenziellen Gef?hrdung schweizerischer Oberfl?chengew?sser

Zusammenfassung   Hintergrund, Ziel und Fragestellungen Biozide Wirkstoffe k?nnen als Mikroverunreinigungen in Gew?ssern auftreten. Die heute in der Schweiz eingesetzten Biozide sollten daher in Bezug auf deren Umweltrisiko beurteilt und priorisiert werden. Folgende Fragestellungen standen im Vordergrund: Welche bioziden Wirkstoffe werden für welche Zwecke und in welchen Mengen verwendet? Gibt es Eintr?ge in das Abwasser und in die Oberfl?chengew?sser? Was sind Umweltverhalten und ?kotoxikologische Auswirkungen der Biozide? Wie kann eine Priorisierung der zahlreichen Wirkstoffe erfolgen? Welche Biozide sollten für weitergehende Abkl?rungen vorgeschlagen werden? Methoden Für die zur Diskussion stehende Problematik wurden Herstellerfirmen, Vekaufsorganisationen, Anwender und Umweltexperten als zentrale Akteure identifiziert und befragt. Dabei wurden chemische Identit?ten, Produktzusammensetzungen, Einsatzmengen, Produktarten sowie Art und Ort der Anwendungen ermittelt. Die entsprechenden Informationen wurden in einer Datenbank mit Angaben zu 1760 Produkten mit insgesamt 277 unterschiedlichen Wirkstoffen erfasst. Für die Priorit?tensetzung wurde ein mehrstufiges Priorisierungsverfahren bezüglich der Gew?ssergef?hrdung durch Biozide entwickelt. Dabei wurden m?gliche Umweltemissionen sowie Angaben über Umweltverhalten und ?kotoxikologische Eigenschaften berücksichtigt. Ergebnisse In der Europ?ischen Union wurden 372 Substanzen als biozide Wirkstoffe notifiziert. Für die Schweiz konnte der Einsatz von 277 Substanzen ermittelt werden, die in einer Gesamtmenge von etwa 7500 Tonnen pro Jahr verbraucht werden. Mehr als 95 % des Gesamtverbrauchs bzw. der Gesamtemission basieren auf ca. 30 Wirkstoffen, von denen sieben Substanzen biologisch schnell abbaubar sind. Eine Expertengruppe w?hlte 22 Substanzen bzw. Substanzgruppen als Kandidaten für eine weitergehende Beurteilung aus. Es zeigte sich, dass zahlreiche dieser Substanzen stark ?kotoxisch für aquatische Organismen sind und bei den heute eingesetzten Mengen eine Umweltgef?hrdung bewirken k?nnten. Diskussion Obwohl in der Schweiz gegen 300 biozide Wirkstoffe zur Anwendung kommen, werden nur etwa 35 Substanzen in relevanten Mengen verbraucht und emittiert (mehr als 15 t/a Verbrauch bzw. mehr als 5 t/a Emission pro Substanz). Für 22 dieser Wirkstoffe besteht aufgrund der schlechten Abbaubarkeit potenziell ein Risiko für eine Umweltgef?hrdung in Oberfl?chengew?ssern. Diese Substanzen werden in der Schweiz insgesamt in vergleichbaren Mengen wie die Pestizide eingesetzt. Empfehlungen und Ausblick Im Hinblick auf die – im Vergleich zu den prim?r landwirtschaftlich eingesetzten Pestiziden – sehr schlechte Datenlage sind für die Biozide n?here Abkl?rungen zu Einsatz, Umweltverhalten und ?kotoxizit?t der priorit?ren Substanzen anzustreben. Für die Anwendung der Biozide sollten Handlungsempfehlungen erarbeitet werden, die sich an der Best Practice für die spezifischen Produktarten orientieren.      

Occurrence, fate and antibiotic resistance of fluoroquinolone antibacterials in hospital wastewaters in Hanoi, Vietnam

Occurrence and behavior of fluoroquinolone antibacterial agents (FQs) were investigated in hospital wastewaters in Hanoi, Vietnam. Hospital wastewater in Hanoi is usually not treated and this untreated wastewater is directly discharged into one of the wastewater channels of the city and eventually reaches the ambient aquatic environment. The concentrations of the FQs, ciprofloxacin (CIP) and norfloxacin (NOR) in six hospital wastewaters ranged from 1.1 to 44 and from 0.9 to 17 micrgl(-1), respectively. Total FQ loads to the city sewage system varied from 0.3 to 14 g d(-1). Additionally, the mass flows of CIP and NOR were investigated in the aqueous compartment in a small wastewater treatment facility of one hospital. The results showed that the FQ removal from the wastewater stream was between 80 and 85%, probably due to sorption on sewage sludge. Simultaneously, the numbers of Escherichia coli (E. coli) were measured and their resistance against CIP and NOR was evaluated by determining the minimum inhibitory concentration. Biological treatment lead to a 100-fold reduction in the number of E. coli but still more than a thousand E. coli colonies per 100ml of wastewater effluent reached the receiving water. The highest resistance was found in E. coli strains of raw wastewater and the lowest in isolates of treated wastewater effluent. Thus, wastewater treatment is an efficient barrier to decrease the residual FQ levels and the number of resistant bacteria entering ambient waters. Due to the lack of municipal wastewater treatment plants, the onsite treatment of hospital wastewater before discharging into municipal sewers should be considered as a viable option and consequently implemented.