Mikrobiologisk nedbrydning af desphenyl-chloridazon på vandværker

Formålet er at udvikle en proces og teknologi til mikrobiologisk nedbrydning af desphenyl-chloridazon, der kan anvendes på danske vandværker. Processen udnytter, at metanoxiderende bakterier i laboratoriet har vist potentiale for at nedbryde svært omsættelige miljøfremmede stoffer som bentazon.

Det sidste år er flere pesticidrester (fx dimethylsulfamid og desphenylchloridazon) blevet målt i boringer og udløb fra flere vandværker. Desphenyl-chloridazon fundet over grænseværdien (på 0,1 μg/L) i udløbsvandet fra 113 vandværker i Danmark. Denne forurening kan næppe stoppes eller begrænses yderligere, da pesticidet blev forbudt i 1996, og må derfor håndteres på vandværket.

Vi har tidligere påvist et potentiale for mikrobiologisk nedbrydning af flere forskellige pesticider i filtersand fra 9-14 forskellige vandværker (Hedegaard & Albrechtsen, 2014). Fordelen ved at nedbryde pesticiderne biologisk er, at vi her kan opnå en total fjernelse/mineralisering. Især er det interessant, at bentazonnedbrydningen kan kobles sammen med metanoxidation (Hedegaard et al., 2018). Således har metanoxiderende bakterier nogle uspecifikke enzymer, metan monooxygease (MMO), som kan nedbryde bentazon i en co-metabolsk process. Dette giver en mulighed for at kontrollere nedbrydningen, ved at kontrollere metanoxidationen. Denne fremgangsmåde har et stort potentiale, idet en teknologi baseret på metanoxidation formodentligt vil kunne håndtere en bred vifte af pesticider.
Da der er væsentlige lighedpunkter mellem bentazon og chloridazon med dets nedbrydningsprodukter, anser vi det for sandsynligt, at erfaringerne for nedbrydningen af bentazon under disse forhold kan overføres til nedbrydning af fx desphenyl-chloridazon.

Projektet vil blive opdelt i to faser, hvor gennemførelsen af anden fase afhænger af, at første fase påviser det forventede nedbrydningspotentiale.

Der udvikles teknologi, der kan berige den naturlige bakterieflora i danske vandværker med metanoxiderende bakterier. De metanoxiderende bakterier forventes at starte den biologiske nedbrydning af chloridazon og det nedbrydningsprodukter. Det endelige teknologidesign afhænger af resultaterne, men der vil formentlig være tale om enten en breeder reaktor, er kontinuerligt føder metanoxiderende bakterier til sandfiltrene eller alternativt et separat procestrin, hvor metanoxiderende bakterier opformeres til en passende høj koncentration.

Hvis det viser sig, at metoden i dette projekt er effektiv og skalerbar, vil det få stor betydning for hele vandbranchen i Danmark og sikkert også uden for landes grænser. Det har høj prioritet for den danske vandsektor, at man kan oppebære en vandkvalitet på postevandet, som fortsat gør dette direkte drikbart. Men med fundet af pesticidrester i grundvandet fra mange års brug af pesticider i landbrug og industri er det nødvendigt at finde nye metoder til at nedbringe niveauet af pesticidrester i drikkevandet. Metoder som ikke bare er simpel vandrensning i filtre, men intelligent rensning som biologisk fjernelse eller nedsættelse af desphenyl-chloridazon niveauet med metanoxidation. Hvis metoden er skalerbar, som det afprøves i dette projekt, vil dette være medvirkende til at oprette ambitionen om godt og rent drikkevand i hanerne.

Projektets output
Projektet søger at udvikle en renseproces til mikrobiologisk fjernelse af desphenyl-chloridazon til brug på de berørte danske vandværker. Teknologien vil berige sandfiltrenes naturlige bakterieflora med metanoxiderende bakterier, der kan initiere den biologiske omsætning af fx desphenyl-chloridizon. Det endelige teknologidesign afhænger af resultaterne, men vil formentlig være en breeder reaktor, eller et separat procestrin, hvor metanoxiderende bakterier opformeres.