Mikrobiologisk nedbrydning af desphenyl-chloridazon på vandværker - Baseret på metanoxidation

Fund af pesticidnedbrydningsprodukter fx Desphenyl-chloridazon (DPC) og N,N-dimethylsulfamid (DMS) i grundvand giver store udfordringer for den danske vandforsyning. Flere boringer må lukkes, og nogle gange må hele vandværker tages ud af drift på grund af koncentrationer over grænseværdien på 0,1 μg/L. Denne problemstilling har medført en stigende efterspørgsel på renseteknologier, der kan fjerne polære pesticidnedbrydningsprodukter.

Mikrobiologisk nedbrydning er en bæredygtig, ressource- og energieffektiv rensemetode sammenlignet med andre videregående vandbehandlingsteknologier fx aktiv kul eller membranfiltrering. Det er tidligere demonstreret, at mikroorganismer på vandværker kan nedbryde pesticider som fx bentazon, og at denne proces er koblet til metanoxidation (fx Hedegaard et al., 2018).

Formålet med dette projekt var at undersøge potentialet for en ny renseteknologi til mikrobiologisk fjernelse af DPC og DMS, baseret på metanoxidation. Dette blev undersøgt gennem en bred screening af nedbrydningspotentialet på forskellige vandværker i Danmark, en undersøgelse af optimeringsmulighederne samt en vurdering af processens skalérbarhed med henblik på at afdække muligheden for en implementering i dansk vandbehandling.

Resultaterne fra screeningen viste, at der på nogle vandværker er potentiale for at fjerne DPC og DMS i sandfiltre, og at dette potentiale er størst for sandfiltre, der behandler grundvand med højt indhold af metan. Grundet fald i koncentrationer i abiotiske kontroller, kunne projektet ikke entydigt afklare, at fjernelsen skyldes en biologisk proces. Metanoxidationen kan stimuleres ved tilsætning af metan til filtersand, men nedbrydningspotentialet blev ikke forøget ved øgede koncentrationer af metan. En række optimeringsmuligheder for nedbrydningen af DPC og DMS blev undersøgt i laboratorieforsøg: tilsætning af metan, regulering af substrat-forhold og ændring i kobberkoncentration, men uden væsentlig effekt. En kultur af metanoxiderende bakterier (MOB) viste ikke potentiale for co-metabolisk nedbrydning af DPC og DMS. På baggrund af disse resultater, har projektet ikke fundet belæg for, at fjernelsen af DPC og DMS i sandfiltre skyldes en co-metabolisk proces baseret på metanoxidation.

Forsøg med bentazon som positiv kontrol viste imidlertid, at filtersand kan nedbryde bentazon relativt hurtigt, samt at potentialet herfor kan kobles til en co-metabolisk proces baseret på metanoxidation. Laboratorieforsøg med en startkoncentration på 2 μg/L af pesticidmetabolitterne og 7 dages kontakt viste, at det samme filtersand kunne fjerne bentazon totalt, men maximalt fjerne 23 % DPC og 35 % DMS. På baggrund af de observerede lave fjernelseshastigheder i batchforsøgene, og at der ikke er identificeret oplagte optime-ringsmuligheder, er det vurderet, at processen på nuværende tidspunkt ikke er skalérbar til sandfiltre i drikkevandsbehandling.