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Gefährliches Trinkwasser

erstellt von timo_meyer zuletzt verändert: 17.11.2016 13:36 — abgelaufen

Noch immer ist schadstoffbelastetes Trinkwasser in vielen Teilen der Erde ein mitunter lebensbedrohliches Problem. Zwar können Filteranlagen Arsen- und Antimonkonzentrationen im Grundwasser auf unbedenkliche Werte reduzieren – ihr Leistungsvermögen lässt mancherorts aber rasch nach.

Im Rahmen des Forschungsprojekts Microactiv sollen Leistungsunterschiede von Grundwasser-Filteranlagen untersucht und Lösungsvorschläge zur Optimierung der in diesen Anlagen eingesetzten Eisenoxidfiltern erarbeitet werden. Eine dringliche Aufgabe: Weltweit trinken rund 100 Millionen Menschen regelmäßig mit Arsen belastetes Wasser – zuverlässig arbeitende Filteranlagen könnten wesentlich dazu beitragen, diese Zahl zu reduzieren. Welche Ziele vor diesem Hintergrund Microactiv verfolgt, fragte planeterde den Projektkoordinator Professor Michael Kersten von der Uni Mainz.

planeterde: Herr Professor Kersten, können Sie bitte kurz beschreiben, womit sich Microactiv befasst?

Kersten: Grob gesagt beschäftigt sich das Projekt mit der Reinigung von Trinkwasser. In vielen Teilen der Erde, zum Beispiel in Asien oder Südamerika, sind die Grundwässer unter anderem mit Arsen stark belastet. Zwar gibt es heute bereits entsprechende Filteranlagen, ihr Leistungsvermögen ist aber abhängig vom Standort unterschiedlich gut. Im Verbund von fünf universitären Partnern und dem Unternehmen GEH Wasserchemie, das Trinkwasserfilter in allen Regionen der Erde installiert, wollen wir nun herausfinden, warum dies so ist.

planeterde: Ist auch das deutsche Grundwasser von einer erhöhten Arsenkonzentration betroffen?

Kersten: Auch in Deutschland müssen Schadstoffe aus dem Trinkwasser gefiltert werden. Mit den Folgen von kontaminierten Grundwässern haben allerdings vor allem Länder wie Indien, Vietnam oder Bangladesch zu kämpfen.

planeterde: Gibt es denn einheitliche Grenzwerte für eine unbedenkliche Wasserqualität?

Kersten: Ja, die gibt es. Eine Richtlinie der Weltgesundheitsorganisation legt fest, dass der Wert für Arsen 10 Mikrogramm pro Liter nicht überschreiten darf. Diese Trinkwassernorm ist relativ streng und wird inzwischen von vielen Ländern auch eingehalten. Ob dies geschieht, lässt sich mittlerweile analytisch relativ leicht nachweisen.

planeterde: Wie muss man sich einen Filter zur Reinigung des Grundwassers eigentlich genau vorstellen?

Kersten: Die Filter variieren in ihren Ausmaßen relativ stark, abhängig natürlich vor allem von der Wassermenge, die aufbereitet werden soll, und reichen von kleinen Filterkartuschen für Aquarien bis zu großen Filterkesseln im Wasserwerk. Wasserwerksfilter haben typischerweise einen Durchmesser und eine Höhe von 2-3 Metern. Zum Einsatz kommen meist Stahl- oder Kunststofftanks, die mit einer körnigen Masse gefüllt werden: Das Eisenoxid als eigentliches Filtermaterial kann man sich wie eine Art schwarzes Granulat vorstellen, über das das Wasser von oben nach unten eingeleitet wird. In der Regel verweilt das Wasser im Filter einige Minuten. Moderne Anlagen reinigen auf diese Weise rund 150 Kubikmeter Wasser pro Stunde.

planeterde: Und diese Anlagen arbeiten unterschiedlich zuverlässig?

Kersten: Die Filter funktionieren am Anfang alle gleich gut und entfernen Arsen vollständig aus dem Wasser. Diese Leistung bringen sie aber unterschiedlich lange: Die gleichen Filter können in Ländern, wo kaum störende Wasserinhaltsstoffe auftreten, durchaus mehr als zwei Jahre laufen, bevor sie gewechselt werden müssen. Es gibt aber auch andere Standorte, wo sie praktisch nach einem halben Jahr schon ausgetauscht werden müssen – und das geht dann natürlich ins Geld.

planeterde: Hier setzt Microactiv an.

Kersten: Genau. Wir erhoffen uns zunächst herauszubekommen, warum die Lebensdauer der Filteranlagen abhängig von der Grundwasserbeschaffenheit so stark differiert. Zu diesem Thema
kursieren verschiedene Hypothesen in der wissenschaftlichen Literatur. Besonders in Ländern wie Bangladesch gibt es bereits zahlreiche Untersuchungen zu möglichen Störfaktoren. Diese bekannten Mechanismen gilt es gegeneinander in der Praxis abzuwägen – ein sehr aufwändiger Prozess, bei dem wir mit unseren Methoden sehr stark in die Tiefe, in die Detailarbeit gegen müssen. Denn bis heute ist nicht wirklich schlüssig nachgewiesen, was der ein oder andere Inhaltsstoff des Wassers bewirkt.

planeterde: Damit ist das Ziel Ihres Projekts aber noch nicht erreicht?

Kersten: Nein. Wenn wir wissen, welcher Mechanismus bei verkürzten Einsatzzeiten dieser Filteranlagen die tragende Rolle spielt, müssen wir uns natürlich überlegen, wie man diesem Prozess entgegenwirken kann. Konstant gereinigtes Wasser mit möglichst langen Standzeiten der Filter – das ist kurz gesagt unser Projektziel.

planeterde: Microactiv ist, wie die anderen Projekte des GEOTECHNOLOGIEN-Themenschwerpunkts „Mineraloberflächen“, im vergangenen Sommer gestartet. Womit beschäftigen Sie sich aktuell?

Kersten: In den nächsten Wochen werden wir einen Filter, der in einem hessischen Wasserwerk gelaufen ist, ausgiebig untersuchen können, da das Filtermaterial nach zwei Jahren Einsatzzeit nun gewechselt werden muss. Dann werden wir sehen, wie sich die Oberflächen der Filterkörper im Vergleich zu ihrem ursprünglichen Zustand verändert haben. Dies wird uns wertvolle Hinweise geben, welche Störfaktoren sich auf die Wasserqualität, die in diesem Wasserwerk natürlich gut bekannt ist, auswirken. Eine Laufzeit von zwei Jahren ist zwar länger als die Einsatzdauer, die mit problematischen Wässern erreicht werden, doch wir erhoffen uns von der Untersuchung dieses Materials dennoch wichtige erste Erkenntnisse. Schließlich können wir nicht mal eben mit dem ganzen Projektteam nach Bangladesch fliegen, um dort Filter zu bekommen.

planeterde: Kann man an das Material denn nicht auch auf anderem Wege gelangen?

Kersten: Sie meinen, sich ein paar Körnchen eines Filters in einem Paket mit der Post schicken zu lassen? Das geht leider nicht. Bei einem Filter mit einer Höhe von fünf Metern ist es zum Beispiel sehr wahrscheinlich, dass oben eine andere Zusammensetzung und Belastung des Materials zu finden sein wird als in der Mitte oder am Boden. Man sollte bei der Probenentnahme also schon vor Ort sein, sonst bekommt man am Ende alles durcheinander gemischt auf seinen Tisch.

planeterde: Herr Professor Kersten, wir danken für dieses Gespräch.

RD, iserundschmidt 04/2009


Microactiv ist Teil des GEOTECHNOLOGIEN-Kernbereichs „Mineraloberflächen: Von atomaren Prozessen zur Geotechnik“. Weitere Informationen zu diesem Forschungsschwerpunkt finden Sie hier.

Weiteres zum Projekt Microactiv ist auf der Projektseite des Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung zu finden.

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