ECO3

Funding

Summary English

The increasing water stress, and associated rising water prices, emphasize the need for smarter water reuse in the vegetable- and potato industry. This is not completely without risk, because pesticides (crop protection agents), can accumulate through the process in the water and cause cross contaminations. The prior WaMIP project examined industrial wastewater from vegetable- and potato processing companies before, during, and after the conventional water treatment. The first results indicate that traces of pesticide residues sometimes can be found in samples of purificated industrial wastewater. The sector is proactively responding to this by looking at alternative/additional technologies to deal with this sustainably. Ozone, whether or not combined with activated carbon, may provide an answer.

The use of an ozone-based treatment, whether or not combined with active carbon, has already proven its worth by removing similar components (e.g. pharmaceutical residues and/or pesticides) in municipal water. However, in the field of industrial ozone treatment, there are still a lot of unknowns before a successful application can be guaranteed. After all, the target components (pesticides) are just a limited part of the entire water matrix. Ozone can potentially generate transformation products and by-products during the degradation of crop protection agents. Therefore, the monitoring of the ecotoxicity within the TETRA project is of utmost importance. As a result, the knowledge of the research groups ‘Crop protection Chemistry’ (led by professor Spanoghe) and GhEnToxLab (led by professor De Schamphelaere) is called upon to develop an ecotoxicologically sound project.

Also interesting is the WaMIP project. Read more...

Samenvatting Nederlands

De steeds grotere waterstress en bijhorende stijgende waterprijzen benadrukken de nood aan verhoogd hergebruik van proces- of afvalwater tijdens de verwerking van groenten en aardappelen. Dit is niet geheel zonder risico. Bij hergebruik bijvoorbeeld kunnen bestrijdingsmiddelen, de zogenaamde gewasbeschermingsmiddelen (GBM) in het proceswater accumuleren waardoor kruiscontaminatie kan optreden. Hogere of onverwachte residu’s worden zo op dezelfde of op andere groenten aangetroffen.

Een vorig project en het huidige project tonen aan dat GBM door de huidige (conventionele) waterzuiveringsinstallaties onvoldoende worden verwijderd. Dit resulteert in volgende potentiële problemen: 

• Er is een probleem bij de lozing van het water, aangezien meerdere overschrijdingen opgemerkt worden (cfr. VLAREM II) met mogelijks negatieve effecten op aquatische ecosystemen en extra heffingen en boetes voor de ondernemingen tot gevolg;
• Er is een probleem bij hergebruik, zoals eerder aangegeven, aangezien tijdens het verwerkingsproces niet wordt voldaan aan de regelgeving in het KB 14/01/2002 en de EU regelgeving 2020/2184/EC .

Het gebruik van een ozonbehandeling, al dan niet gecombineerd met actieve kool, heeft reeds aangetoond dat gelijkaardige componenten (bv. farmaceutische restproducten en/of pesticiden) efficiënt uit bv. conventioneel gezuiverd huishoudelijk afvalwater verwijderd kunnen worden. Er moesten echter nog onzekerheden uitgeklaard worden, vooraleer een succesvolle toepassing van deze zuiveringstechnieken kon worden gegarandeerd. De doelcomponenten (GBM) zijn immers maar een beperkt onderdeel van de ganse watermatrix. Specifiek voor de groenten- en aardappelverwerkende sector bestond er onvoldoende kennis over (i) de implementatie (efficiëntie) en (ii) de invloed van deze technieken op de ganse watermatrix (o.a. organische materie) van de vooropgestelde ozonbehandeling en/of actieve kool op deze proceswaters.

Binnen dit TETRA project werd een grondige karakterisering van het secundair effluent bij groenten- en aardappelverwerkende bedrijven uitgevoerd om zodanig de mogelijks te verwachten variabiliteit in kaart te brengen. Dit leerde dat het effluent kan beladen zijn met een groot aantal en hoge concentratie aan organische en anorganische componenten, dewelke ook zorgen voor een recalcitrante houding van het effluent t.o.v. de toegepaste ozondoseringen. Dit verklaart dat ozon, om economische haalbare doseringen te kunnen toepassen, diende aangevuld te worden met een aktief koolfiltratie om de pesticiden onder de drinkwaternorm te reduceren, wat een vereiste is voor hergebruik binnen de bedrijfsprocessen. Echter bleek dat, net zoals ozon alleen toegepast ook de combinatietechnologie geen garantie kan geven in het voldoende verwijderen van alle pesticiden uit het effluent. Dit specifiek voor één pesticide (terbuthylazine) dewelke een zeer recalcitrant gedrag vertoonde t.o.v. zowel ozonisatie als aktief kool behandeling. Hierdoor dringt zich naast een waterbehandelingsstrategie ook een bronaanpak op. Daarnaast is ook aangetoond dat de GBM niet volledig worden afgebroken. Na ozonbehandeling werd een verhoging van het metaboliet desethyl-terbuthylazine gezien, die reeds in een bepaalde hoeveelheid aanwezig was voor de ozonbehandeling. Er werd daarnaast ook vastgesteld dat ozonbehandeling (al dan niet gevolgd door nabehandeling met actief kool) de ecotoxiciteit kan verhogen t.o.v. het onbehandelde effluent, indien het niet minstens 2x verdund wordt voorafgaand aan lozing in oppervlaktewater. Echter, behandelingen met ozon, actief kool of de combinatie ervan, leidden nooit tot een verhoging van de ecotoxiciteit bij een minstens 5-voudige verdunning van het behandelde effluent. De combinatie van ozon met actief kool leidde wel tot een beperkte afname van de toxiciteit voor het gevoeligste testorganisme bij een 5-voudige verdunning. Het onderzoek heeft ook aangetoond dat verschillende surrogaatmetingen (gebaseerd op spectrale metingen) potentieel hebben om beide behandelingen online te monitoren en te controleren, maar een verdere uitdieping en validatie van een model dient te gebeuren.

Partners

• VEG-i-TEC 
• University of Ghent

• GhEnToxLab 

• Crop Protection Chemistry

Duration

October 2020 until September 2022