14.10.2021 - University of Southern Denmark - Syddansk Universitet

Wie man Pestizide aus dem Trinkwasser entfernt

Lassen Sie uns mit einer Tatsache beginnen: Kein Trinkwasser ist vollkommen sauber, und es macht keinen Sinn, nach vollkommen sauberem Trinkwasser zu streben. Das Wasser, das wir in Dänemark aus dem Hahn fließen lassen und das in anderen Ländern im Supermarkt gekauft wird, enthielt und enthält immer eine Unzahl von Metallen, chemischen Substanzen und oft auch Organismen in der einen oder anderen Form.

Wichtig ist, dass es in einer Form und in einem Umfang vorliegt, der für uns unschädlich ist. Die große Herausforderung besteht also nicht darin, das Trinkwasser völlig sauber zu halten, sondern dafür zu sorgen, dass es nicht verunreinigt und sicher zu trinken ist.

Es versteht sich von selbst, dass tote Ratten, verrottetes Laub, Industrieabfälle und Giftstoffe nicht in das Trinkwasser gehören. Auch Pestizidrückstände, Hormonrückstände oder Rückstände anderer chemischer Substanzen will niemand im Trinkwasser haben, aber sie sind oft im Wasser nachweisbar, was zu Diskussionen darüber führt, ob die Konzentrationen gefährlich oder unbedeutend gering sind.

Fokus auf Mikroverunreinigungen

- Wir werden immer besser darin, immer geringere Konzentrationen chemischer Stoffe im Wasser zu finden. Es gibt tatsächlich eine Menge Rückstände von Arzneimitteln, Pestiziden, Kosmetika und Seife. Weil diese Konzentrationen so winzig sind, werden sie als Mikroverschmutzung bezeichnet, erklärt James Mcpherson, Postdoktorand an der Abteilung für Chemie, Physik und Pharmazie der SDU.

Und er führt weiter aus:

- Auch wenn sie keine direkte, unmittelbare Bedrohung darstellen, wissen wir nicht, welche langfristigen Auswirkungen eine Exposition ihnen gegenüber hat. Deshalb interessiere ich mich für die Entwicklung von Methoden zur Entfernung von Mikroverunreinigungen aus dem Trinkwasser.

James McPherson ist Chemiker an der SDU und hat u. a. zusammen mit Professor Christine McKenzie (ebenfalls SDU) eine neue Methode zur Entfernung von Mikroverunreinigungen aus Wasser entwickelt. Die Methode wird im Journal of the American Chemical Society, einer wissenschaftlichen Fachzeitschrift mit Peer-Review, beschrieben.

Chlor wird nicht mit allem fertig

Traditionell wird ein Großteil des Trinkwassers mit Chlor aufbereitet. Zweck der Chlordesinfektion ist es, alle Mikroorganismen im Wasser abzutöten, um zu verhindern, dass es Krankheiten überträgt. Und das funktioniert äußerst effektiv.

- Dennoch ist Chlor nicht dazu geeignet, das Problem der Mikroverschmutzung zu lösen, erklärt McPherson.

Die Idee, die der neuen Technik der Forscher zugrunde liegt, ist ebenso einfach wie komplex: Der größte Teil der Mikroverunreinigungen basiert auf Kohlenstoff. Im Prinzip geht es also "nur" darum, alle Kohlenstoffmoleküle im Wasser zu zerstören.

- Leider erfordert die Zerstörung der Kohlenstoffmoleküle im Wasser oft mehr Ressourcen und verursacht mehr Verschmutzung, so dass man am Ende schlechter dasteht als vorher - zumindest was die Ressourcen angeht, erklärt James McPherson.

Vom Gift zum harmlosen Kochsalz

Dennoch ist dies ein Weg, den McPherson und viele andere Forscher verfolgen. Denn wenn es uns gelingt, einen wirksamen Kohlenstoffkiller zu finden, wird dies den Weg für eine einfache und billige Wasserreinigung ebnen. Die neue Methode des Forscherteams hat es auf die Titelseite der Fachzeitschrift geschafft, in der sie veröffentlicht wurde, und wird als "elegant" beschrieben - vielleicht wird genau diese Methode eines Tages die Grundlage für neue Wasserreinigungstechniken bilden.

- Wie bei der traditionellen Wasseraufbereitung verwenden wir zunächst Chlor. Wir lassen das Chlor die Mikroorganismen abtöten, aber dann gehen wir einen Schritt weiter, indem wir das Chlor - das bereits im Wasser vorhanden ist - die chemischen Prozesse antreiben lassen, die mit Hilfe von Eisen die Kohlenstoffmoleküle angreifen müssen, erklärt McPherson die neue Methode der Forscher, die sich somit von anderen unterscheidet.

Die Kohlenstoffmoleküle werden in CO2 umgewandelt - ein viel kritisiertes Gas, wenn es um die globale Erwärmung geht, aber auf diesem Niveau ist es ein harmloses Gas. Außerdem wird das Chlor in Salz umgewandelt - genau das Salz, das wir zum Kochen verwenden. Letztendlich gibt es keine giftigen oder gefährlichen Nebenprodukte, und die Methode kommt ohne teure Zutaten aus. Nach der Behandlung kann das Wasser als Sodawasser bezeichnet werden (weil CO2 Blasen im Wasser erzeugt).

McPherson und sein Team haben die Technik an einem Schneckengift getestet, das die Substanz Metaldehyd enthält. Diese Substanz ist in Dänemark und einer Reihe anderer Länder verboten, weil sie sehr lange braucht, um zu zerfallen: Seine Halbwertszeit beträgt 17 Jahre.

- Wir haben etwa eine Woche gebraucht, um drei Viertel des Giftes abzubauen, sagt McPherson.

Das ist zwar viel schneller, aber das bedeutet nicht, dass die Technologie des Forscherteams sofort von Kläranlagen und Wasserwerken übernommen wird.

Kläranlagen sind in weiter Ferne

- Erstens ist das Molekül, das wir zum Angriff auf die Kohlenstoffmoleküle entwickelt haben, schwer herzustellen. Zweitens ist es nicht leicht zu recyceln. Und drittens ist es alles andere als einfach, ein Laborergebnis für den Einsatz in Kläranlagen zu skalieren. Schließlich haben wir es hier mit riesigen Wassermengen zu tun, sagt James McPherson.

Er stellt sich vor, dass die kohlenstoffzerstörenden Moleküle in einer permanenten Anlage eingesetzt werden könnten, durch die das Wasser fließt, oder vielleicht in einem Filter, durch den das Wasser läuft.

Wie auch immer: Wenn es uns eines Tages gelingt, können wir Rückstände von Pestiziden, Hormonen, Arzneimitteln und anderen Chemikalien aus unserem Trinkwasser entfernen, so dass als einzige Nebenprodukte Kochsalz und CO2 übrig bleiben.

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