Pollutants of emerging concern originating from reclaimed watewater: plant uptake, translocation and transformation - PECtake

Angesichts des in ariden und semiariden Regionen bestehenden Waser-Mangels wird in diesen Regionen, wie zum Beispiel dem Nahen Osten, behandeltes Abwasser (TWW) zur Bewässerung landwirtschaftlicher Flächen eingesetzt. In Israel und Jordanien wird 85% des TWW zur Bewässerung verwendet und macht insgesamt 50% des Bewässerungswassers aus. In den vergangenen Jahren ist gezeigt worden, dass auf diesem Wege organische Spurenstoffe (PEC) in das landwirtschaftliche System eingetragen werden und von Pflanzen aufgenommen werden können. Zu diesen Stoffen zählen Pharmaka, Körperpflegemittel, Haushaltschemikalien und andere. Jedoch ist unklar, in welchem Ausmaß dies geschieht und, insbesondere, wie viel der durch Bewässerung mit TWW eingetragenen PEC die Pflanzen erreicht und von ihnen aufgenommen wird.
Vor diesem Hintergrund widmet sich dieses Projekt (in einer geplante Laufzeit von 5 Jahren) folgenden Fragen: Welche Mengen von PEC werden durch Bewässerung mit TWW auf landwirtschaftliche Flächen eingetragen? Wie verhalten sie sich im Boden und wie viel davon erreicht die bewässerten Pflanzen? Wie viel wird von den Pflanzen aufgenommen und gelangt bis in die essbaren Pflanzenteile? Wie beeinflussen die physikalisch-chemischen Eigenschaften der PEC den Grad der Aufnahme und Verteilung in Pflanzen? Welche Transformationen von PEC erfolgen dann innerhalb der Pflanzen?
Das Projekt wird diese Fragen mit einer abgestimmten Untersuchungsstrategie im Labor, in Gewächshäusern, in Lysimetern und auf Feldern untersuchen, auf denen Bewässerung mit TWW praktiziert wird. Zur Untersuchung werden Pflanzen von Bedeutung für die landwirtschaftliche Produktion in Israel und Jordanien ausgewählt, insbesondere Gemüse. Die quantitative Bestimmung der Konzentrationen von PEC in Wasser, Boden und Pflanzenteilen sowie die Identifizierung von Transformationsprodukten wird mit den neuesten LC-MS/MS Geräten (QqQ-MS und QqTOF-MS) erfolgen.
Vor dem Hintergrund, dass die Wiederverwendung von TWW zur Bewässerung in der Landwirtschaft in ariden und semiariden Gebieten unvermeidlich ist, wird das Konsortium auf der Basis seiner erzielten wissenschaftlichen Ergebnisse die Konsequenzen für die gesundheitliche Qualität der so erhaltenen landwirtschaftlichen Produkte abschätzen. Ferner wird geprüft, ob die gegenwärtige Praxis der Bewässerung mit TWW so fortgesetzt werden kann, oder ob Verbesserungen hinsichtlich der Abwasserbehandlung oder der Bewässerung (Auswahl bestimmter Böden oder Pflanzen) zu empfehlen sind.