Effektiv und nachhaltig: Pilzenzyme reinigen Abwasser. Dresdener Wissenschaftler entwickeln ein neues Biofiltersystem, das kritische Chemikalien unschädlich macht.

Die Arbeitsgruppe Enzymtechnik am Institut für Naturstofftechnik forscht seit zwei Jahren an einem biochemischen Verfahren zur Entfernung von Xenobiotika, die Flüsse und Seen belasten.

Xenobiotika – dazu gehören Hormone, Schmerzmittel, Antibiotika, aber auch Röntgenkontrastmittel oder Industrie- und Agrarchemikalien. Sie werden durch den Menschen über das Abwasser in die Stoffkreisläufe der Natur eingebracht.

Problemstoffe aus Abwässern mit Naturkraft sicher entfernen

Aktuelle Studien zeigen, dass allein in Deutschland jährlich etwa 300.000 Tonnen Mikroschadstoffe in die Wasserkreisläufe gelangen, berichtet der Wissenschaftspressedienst idw. Schon in sehr geringer Konzentration haben einige dieser Stoffe, schreibt idw, nachteilige Wirkungen auf unser Ökosystem und beeinflussen die Gewinnung von Trinkwasser negativ.

„Die bestehenden dreistufigen kommunalen Wasser- und Abwasserreinigungsanlagen sind nur teilweise in der Lage, diese Schadstoffe herauszufiltern. Selbst modernste Anlagen können keine vollständige Reinigung leisten. Manche Mikroschadstoffe wie zum Beispiel Anti-Epileptika können bisher überhaupt nicht rausgefiltert werden. Über das Wasser gelangen sie in die Umwelt und verändern Fische und alle anderen lebenden Organismen“, umreißt die Projektleiterin Dr. Anett Werner das Problem. „Noch gibt es für diese Stoffe keine gesetzlichen Grenzwerte, doch das wird sich ändern müssen. Dann steht in vielen Klärwerken in Deutschland der Ausbau einer vierten Reinigungsstufe an. In der Schweiz ist das an vielen Stellen schon erfolgt.“

Die Wissenschaftler der TU Dresden entwickeln ein Verfahren, das die chemischen Verbindungen der naturfremden Rückstände aufspalten kann.

Dieses Biofiltersystem funktioniert auf der Basis von bestimmten Pilzenzymen. Nur Ständerpilze (Basidiomyceten) besitzen diesen Enzym-Cocktail. Sie können ringförmige chemische Verbindungen, wie sie auch die kritischen Xenobiotika besitzen, aufspalten und schließlich zu deren Entfernung beitragen.

„Wir wollen ein Filtersystem entwickeln, das zumindest einen Teil der Mikroschadstoffe auf natürlichem Weg entfernt. Dabei helfen uns Pilze, deren Enzyme wie chemische Scheren arbeiten. Die Scheren zerschneiden die Ringstrukturen der Medikamente, dadurch werden sie biologisch abbaubar. Wir isolieren die Enzyme, binden sie an hochporöse metallische Werkstoffe und bauen sie in Filter am Ende der Kläranlagen ein. Sobald die Enzyme nicht mehr arbeiten, werden die Kugeln entnommen, erhitzt und mit neuen Enzymen versehen“, so Werner.

In einer Biofilteranlage müsste das Wasser etwa zwei bis acht Stunden verweilen bis die kritischen Substanzen abgebaut sind. Zudem konnten die Wissenschaftler 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, für das es bisher keine praktikable technische Lösung gab.

lnh

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