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05.04.2019

Biofilter reinigt Wasser von Arzneiresten

Bioverfahrenstechniker der TU Dresden haben Pilzenzyme an Metallkügelchen fixiert, wodurch problematische Chemikalien in Kläranlagen biologisch abbaubar werden.

Metallische Hohlkugel mit Pilzenzymen. Die Enzymreaktion (blaue Corona) ist mit einem Farbstoff sichtbar gemacht.
Metallische Hohlkugel mit Pilzenzymen. Die Enzymreaktion (blaue Corona) ist mit einem Farbstoff sichtbar gemacht.
Quelle: 
Werner/TUD

Hormone aus der Antibabypille lassen Froschmännchen zu Weibchen werden, Antibiotikarückstände fördern die Entwicklung von Bakterien, die gegen alle Therapien resistent sind: Zahlreiche chemische Verbindungen, darunter insbesondere Rückstände aus der Pharmazeutik, der Industrie und der Landwirtschaft führen zu ökologischen Problemen, wenn sie über das Wasser in die Umwelt gelangen. Über die Nahrung und das Trinkwasser kann das auch gesundheitliche Folgen für den Menschen haben. Ein neuer Ansatz soll es nun erleichtern, derartige Stoffe in Kläranlagen aus dem Abwasser zu entfernen.

Enzyme des Ständerpilzes

„Die bestehenden dreistufigen kommunalen Wasser- und Abwasserreinigungsanlagen sind nur teilweise in der Lage, diese Schadstoffe herauszufiltern. Selbst modernste Anlagen können keine vollständige Reinigung leisten“, umreißt die Leiterin des Projekts „XenoKat“, Anett Werner von der TU Dresden, das Problem. Manche Mikroschadstoffe wie etwa Anti-Epileptika konnten bisher überhaupt nicht herausgefiltert werden. Problematisch ist dabei die Struktur. Viele dieser chemischen Verbindungen verhindern einen biologischen Abbau. Nun scheint eine Lösung nahe: Eine Kombination bestimmter Enzyme des Ständerpilzes kann diese ringförmige Struktur aufbrechen und die Verbindungen für biologische Abbauprozesse zugänglich machen, wie Forscher der TU Dresden herausfanden.

Hochporöse Kugeln als Träger

Die Herausforderung bestand darin, die Enzyme auf hochporöse Träger zu fixieren, damit sie innerhalb eines Filtersystems an einer definierten Stelle wirken können. Die Forscher konnten mehrere Materialien erfolgreich testen, darunter Luffa-Schwämme, die nicht nur günstig verfügbar, sondern auch biologisch abbaubar sind. Vielversprechend waren dabei etwa vier Millimeter große metallische Hohlkugeln, an denen die Enzyme selbst nach acht Wochen noch aktiv waren.

Die Wissenschaftler konnten nachweisen, dass sich 15 Substanzen mithilfe der Pilzenzyme auf natürlichem Weg aus dem Wasser entfernen lassen – darunter Antibiotika, Schmerzmittel, Blutdrucksenker, Entwässerungsmittel und ein Anti-Epileptikum. Dazu musste das Wasser zwei bis acht Stunden in der Biofilteranlage verweilen.

Vierte Stufe für Kläranlagen

Bislang gibt es in Deutschland keine gesetzlichen Grenzwerte für diese Stoffe. Es gilt aber als wahrscheinlich, dass auch hierzulande künftig eine entsprechende vierte Filterstufe für Kläranlagen erforderlich werden wird, wie es sie in der Schweiz schon vielerorts gibt.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert „XenoKat“ von Mai 2017 bis bis Oktober 2019 mit 700.000 Euro. Neben der TU Dresden sind auch die ASA Spezialenzyme GmbH und die Bundesanstalt für Gewässerkunde beteiligt.

bl

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