Relevance of Intra- and Extracellular Cyanotoxins for Drinking Water TreatmentPaper presented in parts as a lecture at the annual meeting of the Water Chemical Society — a Division of the German Chemical Society (Wasserchemische Gesellschaft — Fachgruppe in der Gesellschaft Deutscher Chemiker), Bad Wildungen, May 2001.

Abstract

Bloom-forming cyanobacteria have been observed in eutrophic waterbodies including drinking water reservoirs all over the world. In this connection investigations about the relevance of intra- and extracellular cyanotoxins for drinking water treatment were carried out in laboratory- and pilot-scale experiments. An algae growth phase depended toxin release from cyanobacteria was obtained naturally caused from cultured cyanobacteria (Microcystis aeruginosa) and in a eutrophic reservoir containing Planktothrix rubescens. Results from laboratory-scale tests using cultivated cyanobacteria and pilot-scale experiments at a eutrophic reservoir underline the induced toxin release during conventional water treatment. Additional to the known toxin release using pre-oxidation, it was obtained the first time that the application of flocculation/filtration also effects in toxin release under the conditions investigated, possibly caused by turbulences in pipes and pressure gradients in filters. Bedeutung intra- und extrazellulärer Cyanotoxine für die Trinkwasseraufbereitung Die Beeinträchtigung der Trinkwasserqualität infolge oftmals überraschender Algenmassenentwicklungen stellt die Wasserwerke in vielen Ländern der Welt vor erhebliche Probleme. In diesem Zusammenhang wurde das Verhalten intra- und extrazellulärer Cyanotoxine im Prozess der Wasseraufbereitung anhand von Laborversuchen und an einer kleintechnischen Versuchsanlage untersucht. Die natürliche Freisetzung der Cyanotoxine wurde, abhängig vom Wachstumsstadium der Cyanobakterien, sowohl an einer Microcystis aeruginosa-Kultur als auch an einer mit Planktothrix rubescens belasteten eutrophen Talsperre nachgewiesen. Im Ergebnis von Labor- und kleintechnischen Versuchen an kultivierten bzw. natürlich vorkommenden Cyanobakterien wurde festgestellt, dass im Prozess der konventionellen Aufbereitung eine induzierte Toxinfreisetzung stattfindet. Neben der bereits bekannten Freisetzung bei der Voroxidation konnte erstmals auch die Freisetzung von Cyanotoxinen im Prozess der Flockung/Filtration, wahrscheinlich hervorgerufen durch Turbulenzen im Leitungssystem und Druckgradienten in Filtern, nachgewiesen werden.