Organische Substanz

Organischer Kohlenstoff (Corg) im Sediment kann den Virenrückhalt sowohl begünstigen als auch reduzieren (Schijven und Hassanizadeh, 2000): Einerseits blockiert die organische Substanz Sorptionsplätze, die sonst für Viren zur Verfügung stehen würden, andererseits kann der organische Kohlenstoff seinerseits in einem Sediment, in welchem der Virenrückhalt ansonsten sehr gering ist, auch hydrophobe Sorptionsplätze zur Verfügung stellen (diese hydrophoben Bindungen können jedoch von DOC (dissolved organic carbon) wiederum aufgebrochen werden, womit der Virenrückhalt geschwächt werden würde). Die Auswirkungen des Corg-Gehaltes sind daher sowohl von der mineralischen und organischen Zusammensetzung des Sediments als auch von der Virenart abhängig. Eine Quantifizierung des Einflusses ist deshalb mit einer sehr hohen Unsicherheit verbunden. Aus diesen Gründen verzichtet dieses EUS weitgehend auf eine Abfrage des gelösten oder gesamten organischen Kohlenstoffs (Ausnahme: im Zusammenhang mit der Ionenstärke).

Dazu folgende Hintergrundinformationen:
In vielen Literaturstudien wird von einer Sorptionskonkurrenz zwischen DOC und Viren berichtet (Schijven und Hassanizadeh (2000), Wall et al. (2008), Walshe et al. (2010)). Da im Gewässer deutlich mehr DOC als Viren vorkommt, nimmt DOC die verfügbaren Sorptionsplätze ein und trägt damit zu einem verringerten Rückhalt der Viren am Sediment bei. Eine allgemeingültige Ableitung von Eliminationsraten in Abhängigkeit der DOC Konzentration ist weder aus Säulenversuchen noch aus Geländedaten möglich: in Säulenversuchen treten deutlich höhere Eliminationsleistungen auf als im Feld, und in Feldversuchen ist die Variabilität der Parameter zu groß, um eindeutige Zusammenhänge zwischen der Virenelimination und der DOC-Konzentration feststellen zu können.

Unabhängig davon ist die Art der organischen Substanz von Bedeutung. Walshe et al. (2010) fanden bei einer Erhöhung der DOC Konzentration von 15 auf 30 mg/L (Fulvosäuren) einen erhöhten Virendurchbruch, Wall et al. (2008) berichten dies bereits bei einer Erhöhung des Bereiches von 0,1 bis 0,7 mg/L (DOC im Grund- bzw. Leitungswasser) auf 22 mg/L DOC (primary effluent; Abwasser aus der mechanischen Abwasserreinigung). Diese Beispiele zeigen, dass ein Virendurchbruch nicht nur von der DOC-Konzentration, sondern auch von seiner Zusammensetzung abhängig ist. Sind allerdings ausreichend Sorptionsplätze vorhanden, so kann auch eine Erhöhung von beispielsweise 10 mg/L DOC (secondary sewage effluent) auf 70 mg/L DOC (primary sewage effluent) ohne Einfluss auf den Virenrückhalt bleiben (Schijven und Hassanizadeh, 2000).