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Identification of hardly biodegradable residuals (sulfur- and nitrogen-containing substances) during waste water treatment, including the development of analytical methods; Identifizierung von schwer abbaubaren Reststoffen (stickstoff- und schwefelhaltigen Verbindungen) bei der Abwasserbehandlung, einschliesslich analytischer Methodenentwicklung

Abstract

Organic residuals in sewage, which are not removed completely by waste water treatment may be relevant in environmental toxicology and may disturb drinking water treatment processes. The organic residuals must be identified before new techniques to eliminate these substances from waste water can be developed and steps can be taken to prevent them from polluting waste waters. In the research project sum parameters of sulfur- and nitrogen-containing substances in municipal waste water were determined. A new method was developed to determine the organic sulfur in compounds absorbed on activated carbon (AOS). The determination of dissolved organic nitrogen (DON) was calculated as the difference between total nitrogen and the sum of NH{sub 4}{sup +}-N, NO{sub 3}{sup -}-N and NO{sub 2}{sup -}N. The removal of organic substances from the inorganic matrix was only possible for standard solutions, but not for real samples. More than 60 substances contributing to the sum parameters could be identified with GC-MS and GC-AED, an most of them could be quantified. 30-70% of the sulfur-containing substances detected with GC-AED could be identified. With the GC-MS screening method 21 drugs or drug metabolites could be identified and partly quantified. Hydrophilic organic residuals were identified and quantified with high performance  More>>
Publication Date:
Jul 01, 1999
Product Type:
Technical Report
Report Number:
ETDE-DE-827
Reference Number:
EDB-00:095589
Resource Relation:
Other Information: PBD: 1999
Subject:
54 ENVIRONMENTAL SCIENCES; WASTE WATER; ORGANIC SULFUR COMPOUNDS; XENOBIOTICS; ORGANIC NITROGEN COMPOUNDS; QUANTITATIVE CHEMICAL ANALYSIS; MEASURING METHODS; SPECTROSCOPY; CHROMATOGRAPHY; QUALITATIVE CHEMICAL ANALYSIS; MINIMIZATION; ACCURACY; ADSORPTION; DECOMPOSITION
Sponsoring Organizations:
Bundesministerium fuer Bildung und Forschung (BMBF), Bonn (Germany)
OSTI ID:
20028015
Research Organizations:
Stuttgart Univ. (Germany). Inst. fuer Siedlungswasserbau, Wasserguete- und Abfallwirtschaft
Country of Origin:
Germany
Language:
German
Other Identifying Numbers:
Other: Foerderkennzeichen BMBF 02WA9541; TRN: DE00G0591
Availability:
Available to ETDE participating countries only(see www.etde.org); commercial reproduction prohibited; OSTI as DE20028015
Submitting Site:
DE
Size:
250 pages
Announcement Date:

Citation Formats

Moehle, E, Huber, A, and Metzger, J W. Identification of hardly biodegradable residuals (sulfur- and nitrogen-containing substances) during waste water treatment, including the development of analytical methods; Identifizierung von schwer abbaubaren Reststoffen (stickstoff- und schwefelhaltigen Verbindungen) bei der Abwasserbehandlung, einschliesslich analytischer Methodenentwicklung. Germany: N. p., 1999. Web.
Moehle, E, Huber, A, & Metzger, J W. Identification of hardly biodegradable residuals (sulfur- and nitrogen-containing substances) during waste water treatment, including the development of analytical methods; Identifizierung von schwer abbaubaren Reststoffen (stickstoff- und schwefelhaltigen Verbindungen) bei der Abwasserbehandlung, einschliesslich analytischer Methodenentwicklung. Germany.
Moehle, E, Huber, A, and Metzger, J W. 1999. "Identification of hardly biodegradable residuals (sulfur- and nitrogen-containing substances) during waste water treatment, including the development of analytical methods; Identifizierung von schwer abbaubaren Reststoffen (stickstoff- und schwefelhaltigen Verbindungen) bei der Abwasserbehandlung, einschliesslich analytischer Methodenentwicklung." Germany.
@misc{etde_20028015,
title = {Identification of hardly biodegradable residuals (sulfur- and nitrogen-containing substances) during waste water treatment, including the development of analytical methods; Identifizierung von schwer abbaubaren Reststoffen (stickstoff- und schwefelhaltigen Verbindungen) bei der Abwasserbehandlung, einschliesslich analytischer Methodenentwicklung}
author = {Moehle, E, Huber, A, and Metzger, J W}
abstractNote = {Organic residuals in sewage, which are not removed completely by waste water treatment may be relevant in environmental toxicology and may disturb drinking water treatment processes. The organic residuals must be identified before new techniques to eliminate these substances from waste water can be developed and steps can be taken to prevent them from polluting waste waters. In the research project sum parameters of sulfur- and nitrogen-containing substances in municipal waste water were determined. A new method was developed to determine the organic sulfur in compounds absorbed on activated carbon (AOS). The determination of dissolved organic nitrogen (DON) was calculated as the difference between total nitrogen and the sum of NH{sub 4}{sup +}-N, NO{sub 3}{sup -}-N and NO{sub 2}{sup -}N. The removal of organic substances from the inorganic matrix was only possible for standard solutions, but not for real samples. More than 60 substances contributing to the sum parameters could be identified with GC-MS and GC-AED, an most of them could be quantified. 30-70% of the sulfur-containing substances detected with GC-AED could be identified. With the GC-MS screening method 21 drugs or drug metabolites could be identified and partly quantified. Hydrophilic organic residuals were identified and quantified with high performance liquid chromatography coupled with UV- and fluorescence detectors and also with a mass detector (ESI-MS-MS). With the methods described only a small percentage of the sum of AOS and DON could be detected, although new materials for the solid phase enrichment and new analytical methods, such as HPLC-MS-MS were used. In order to get information about the degree of elimination (absorption or degradation) of different drugs in a municipal sewage plant, laboratory-scale tests under aerobic conditions were performed. A batch reactor containing drugs in environmentally relevant concentrations and a suspension of activated sludge was coupled online with HPLC-MS-MS. (orig.) [German] Organische Reststoffe, die bei der Abwasserbehandlung nicht vollstaendig aus dem Wasser entfernt werden, koennen oekotoxikologisch oder bei der Trinkwasseraufbereitung in Wasserwerken relevant sein. Damit entsprechende Behandlungsverfahren zur Eliminierung dieser Stoffe aus dem Abwasser entwickelt und vor allem Vorabmassnahmen getroffen werden koennen, um zu verhindern, dass diese Stoffe ueberhaupt in das Abwasser gelangen, muessen sie zunaechst identifiziert werden. In dem Forschungsprojekt wurden schwefel- und stickstoffhaltige Substanzen im Abwasser vorwiegend kommunaler Klaeranlagenablaeufe summarisch erfasst. Zur summarischen Erfassung organischer schwefelhaltiger Substanzen im Abwasser wurde ein neues AOS-Verfahren entwickelt. Die Bestimmung des geloesten organischen Stickstoffs (DON) erfolgte weiterhin ueber die Differenzmethode, da die Abtrennung des organischen Stickstoffs von der anorganischen Matrix (Nitrat, Nitrit, Ammonium) nur fuer Standardloesungen geloest werden konnte. Mehr als 60 Einzelsubstanzen, die zu den beiden Summenparametern beitragen, wurden mit GC-MS und GC-AED identifiziert und groesstenteils quantifiziert. 30-70% der schwefelhaltigen Verbindungen, die mit GC-AED detektiert wurden, konnten zugeordnet werden. Ueber das GC-MS-Screening konnten neben anderen stickstoffhaltigen Spurenstoffen 15 Pharmaka bzw. Metabolite pharmazeutischer Wirkstoffe identifiziert und teilweise quantifiziert werden. Hydrophile Organika wurden mit fluessigchromatographischen Verfahren bestimmt. Dabei wurden sowohl UV- und Fluoreszenzdetektoren als auch ein Massendetektor (ESI-MS-MS) verwendet. Die mit den aufgefuehrten Methoden erfassten Einzelverbindungen machen jedoch nur wenige Prozent des AOS bzw. DON aus. Auch unter Verwendung neuer Materialien zur Anreicherung von Spurenstoffen und dem Einsatz von HPLC-MS-MS konnte nur ein Teil der Einzelstoffe, die zu den Summenparametern beitragen, identifiziert werden. Um detaillierte Informationen ueber die Eliminierbarkeit (Adsorption, Abbau) einiger der identifizierten Verbindungen im Belebtschlammverfahren zu erhalten, wurden erstmalig Abbauversuche im {mu}g/l-Bereich on-line mit HPLC-MS-MS unter aeroben Bedingungen durchgefuehrt. (orig.)}
place = {Germany}
year = {1999}
month = {Jul}
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