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Hintergrund Bayerns Wasser

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Abwasserentsorgung Durch den Abfluss und dann?

134 Liter Abwasser spülen wir Bayern pro Kopf und Tag in die Kanalisation. Verschmutzt mit Klopapier, Fäkalien, Duschgel und anderem. Drinbleiben soll der Dreck im Wasser auf keinen Fall. Doch wie kriegt man ihn wieder heraus?

Stand: 21.03.2012

Wasser fließt in einen schmutzigen Abfluss | Bild: colourbox.com

Zwei Billionen Liter Abwasser fliießen jährlich durch Bayern, fast die Hälfte davon aus privaten Haushalten. Klospülung, Waschmaschine, Geschirrspüler, da kommt einiges zusammen, vor allem an Schmutz. Ab durch die Spülung und aus den Augen, aus dem Sinn.

Nach der Kläranlage kommt der Fluss

Ganz am Ende landet alles Wasser in Bayerns Seen und Flüssen. Dass Sie dort nicht dem wiederbegegnen, was Sie runtergespült haben, dafür sorgt die Abwasserentsorgung. 90.000 Kilometer Kanalisation leiten das Abwasser in rund 2.700 kommunale Kläranlagen, wo es gereinigt wird. Dort arbeitet ein hungriges Heer kleinster Helfer:

Eine Pflanzenkläranlage

Im Prinzip arbeiten Kläranlagen nicht anders als die Natur selbst: Auch bewachsener Boden filtert das Wasser, das ihn durchsickert, und reinigt es mithilfe von Kleinstlebewesen von Giftstoffen. Dadurch ist unser Grundwasser so sauber. Kleine, "naturnahe" Kläranlagen arbeiten nach dem gleichen Prinzip: In Pflanzenkläranlagen filtern Sumpfpflanzen das Abwasser und bieten mit ihren Wurzeln einen Lebensraum für die Bakterienkolonien, die sich auf die mikrobiologische Abwasserreinigung stürzen.

Mit der Menge an verschmutzem Wasser, die wir produzieren, wäre die Natur allerdings völlig überfordert. Und auch mit dem, was inzwischen in unserem Abwasser landet. Selbst Kläranlagen stoßen da an ihre Grenze.

Oft ungeklärt: Keime

Ultraviolettes Licht gegen Keime

Abwasser ist ein idealer Lebensraum für Bakterien und Viren. Die biologische Stufe der Klärwerke kann ihnen nichts anhaben, denn gerade im Belebungsbecken sollen sich Mikroorganismen ja wohl fühlen. Das führte lange Zeit zu einer regelrechten Verseuchung von Flüssen und Seen, in die das geklärte Wasser eingeleitet wurde.

Badende an und in der Isar

Heute desinfizieren einzelne Klärwerke das Abwasser mit UV-Licht (ultraviolettem Licht), wodurch Keime in Sekunden effizient und umweltschonend abgetötet werden. Bad Tölz knipste als erstes Klärwerk in Bayern im Jahr 2000 die UV-Lampen an. Seither bestrahlen zahlreiche Kläranlagen an Isar und Loisach das Abwasser, zumindest in den Sommermonaten. Die Isar dankt's: Nach jahrelangem Badeverbot hat ihr Wasser jetzt wieder Badequalität.

Eine andere Methode effektiver Desinfektion wird am Klärwerk in Monheim genutzt: Dort filtert eine der drei Membrankläranlagen Bayerns alles Wasser quasi durch den Strohhalm. Bakterien und neunzig Prozent der Viren passen schlicht nicht durch die Hohlfasermembranen, durch die das Wasser muss. Was am anderen Ende der Halme ankommt, hat fast Trinkwasserqualität.

Noch ungeklärt: Medizin & Co.

Bei Stoffen, die noch kleiner sind, nützen allerdings auch Hohlfasermembranen nichts. Und gerade solche Mikrostoffe finden sich immer häufiger im Abwasser: Medikamentenrückstände, Nanopartikel und andere vom Menschen hergestellte Stoffe. Bislang scheitern Kläranlagen hier. Neue Technologien müssen erst noch entwickelt und erprobt werden, etwa die Behandlung des Wassers mit Aktivkohlefiltern.

Moos als Filter in Minikläranlage

Minikläranlage

Johanna Brüggenthies und Andreas-David Brunner beim ersten Probelauf der schwimmenden "Moos-Kläranlage" in der Freisinger Moosach   | Bild: A. Heddergott/TUM

Studenten der Technischen Universität München (TUM) haben ein gentechnisch verändertes Moos entwickelt, das als preiswerte und nachwachsende Minikläranlage Chemikalien und Arzneimittelrückstände aus dem Abwasser filtern und abbauen soll. Dazu verfolgen sie zwei Ansätze: Sie wollen das Moos dazu bringen, gefährliche Substanzen zu harmlosen Stoffen abzubauen (Biodegradation). Und es soll biologisch nicht abbaubare Substanzen binden und so als Filter arbeiten (Bioakkumulation).

Genetisch verändert

Für diese beiden Verfahren schleusen die Forscherinnen und Forscher selbst entworfene DNA-Bausteine in das Erbmaterial des Mooses Physcomitrella patens ein, das auch in der Natur als Wasserfilter genutzt wird. Durch die Mutationen können Chemikalien aufgespalten oder die Schadstoffe gebunden werden. Damit ist das Moos unter anderem in der Lage, die weitverbreitete Gruppe der Makrolid-Antibiotika und Hormone aus der Antibabypille abzubauen. Außerdem bindet das Moos das Insektizid DDT.
Damit dieses Moos nicht unkontrolliert ins Freiland gelangt, haben die Entwickler eine weitere Mutation eingebaut: So kann das Moos keine Sporen bilden und sich nicht vermehren. Zudem haben sie eine Art Selbstzerstörungsmechanismus eingebaut: Dank eines biologischen Schalters, der auf Licht im roten Wellenbereich reagiert, überleben die Pflanzen nicht, sobald sie dem Sonnenlicht ausgesetzt werden.

2. Platz in USA

Dieses Moos-Projekt war der diesjährige Beitrag von TUM-Studierenden am internationalen iGEM-Wettbewerb für Synthetische Biologie, der 2013 zum neunten Mal in den USA am Massachusetts Institute of Technology (MIT) ausgetragen wurde. Die Jungforscher belegten mit ihrer Minikläranlage unter insgesamt 223 Teams den zweiten Platz.
Am Projekt arbeiten Studenten der Molekularen Biotechnik, der Biochemie, der Mathematik und des Maschinenbaus zusammen. "Umwelt- und Pflanzenwissenschaften profitieren von der Grundlagenforschung, vor allem in der Molekularen Biotechnologie", so der Leiter des TUM-Lehrstuhls für Biologische Chemie, Arne Skerra.

Ganz unklar: Bayerns Kanalisation

Noch eine Schwachstelle gibt es in Bayerns Abwasserentsorgung: die Kanalisation. Denn die 90.000 Kilometer Kanäle, die all das verschmutzte Wasser zum Klären bringen sollen, sind eine ganze Weile völlig aus dem Blick geraten. So sehr, dass für die gesamte Kanalisation eine Erstinspektion angeordnet wurde, um überhaupt ihren Zustand festzustellen. Ende 2010 war die bei einem Drittel der Kanäle noch nicht erfolgt. Doch 16 Prozent der Kanalkilometer wurden bereits als so schadhaft eingestuft, dass das Bayerische Landesamt für Umwelt von einem "Nachholbedarf" spricht, der "zügig abgearbeitet" werden muss. Denn jeder undichte Abwasserkanal gefährdet unser Grundwasser.

Der private Kanalisationsanteil

Der eigentliche Knackpunkt in der Kanalisation ist da noch gar nicht mitgerechnet: der private Anteil. Zur öffentlichen Kanalisation kommen in Bayern noch einmal geschätzte 200.000 Kilometer Kanäle, für die Hauseigentümer verantwortlich sind. Und das oft noch nicht einmal wissen. Denn nicht nur die Abwasserrohre im Haus, auch alle Leitungen, die unter dem Haus und im Erdreich verlaufen, müssen vom Hauseigentümer selbst kontrolliert und dicht gehalten werden. Mindestens bis zum Revisionsschacht, in manchen Kommunen aber sogar bis zum Anschluss an den Sammelkanal außerhalb des eigenen Grundstücks. Achtzig Prozent der privaten Kanäle sind nach Schätzung des Bayerischen Landesamtes für Umwelt in einem schlechten Zustand.


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