Woran man Abwasserprobleme erkennt

Kanadische Forscher haben eine ungewöhnliche Methode gefunden, um zu testen, ob Regenwasser in Auffangkanälen oder Rückhaltebecken mit Abwasser in Berührung gekommen ist: Sie schauen, ob das Wasser Koffein enthält. Denn das kommt praktisch ausschließlich über menschliche Ausscheidungen in die Umwelt. Die gängigen Tests, bei denen die Anzahl der Darmkeime im Wasser ermittelt wird, erfassen dagegen auch Verunreinigungen beispielsweise durch Gülle oder durch Tierexkremente und liefern daher keine klare Aussage über die Quelle einer Bakterienkontamination. Allerdings funktioniert das System nur in eine Richtung: Wenn die Koffeinkonzentration einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, kann man zwar davon ausgehen, dass das Wasser auch Keime enthält. Umgekehrt ist es jedoch nicht gesagt, dass Wasser mit einem sehr geringen Koffeingehalt keine Bakterien beherbergt.
Das Team um den Chemiker Sébastien Sauvé hatte im Umkreis der Großstadt Montreal insgesamt 120 Wasserproben aus kleinen Flüssen, Bächen, Regenrückhaltebecken und Regenwasserkanälen genommen. Alle Proben wurden anschließend auf Fäkalkeime ? auch coliforme Bakterien genannt ? untersucht. Gleichzeitig testeten die Wissenschaftler auf die Anwesenheit von Koffein und einem Medikament, das zur Behandlung von Epilepsie und anderen neurologisch-psychischen Krankheiten eingesetzt wird. Die Idee dahinter: Sowohl Koffein als auch der Wirkstoff Carbamazepin kommen nicht versehentlich in die Umwelt und werden auch nicht beziehungsweise nur in sehr geringen Mengen in der Landwirtschaft oder in der Industrie freigesetzt. Daher sollten sie sich als sehr spezifische Marker für eine Verschmutzung durch menschliche Exkremente eignen.

Koffein ist dabei besonders vielversprechend, weil es nahezu überall konsumiert wird, nicht nur im Kaffee, sondern auch in Form von Tee, kakaohaltigen Produkten und einer Reihe von Medikamenten. Etwa drei Prozent der aufgenommenen Menge werden mit dem Urin ausgeschieden, und es bleibt zwei bis drei Monate in der Umwelt stabil.

Tatsächlich fanden die Wissenschaftler in nahezu allen Proben unterschiedlich große Mengen von Koffein und coliformen Keimen ? ein klarer Hinweis darauf, dass Abwasserprobleme zumindest in der untersuchten städtischen Umgebung sehr häufig sind. Zudem ergab sich ein relativ klarer Zusammenhang zwischen der Menge an Darmbakterien und dem Koffeingehalt. Allerdings nicht überall: Zwar waren alle Proben, die viel Koffein enthielten ? über 400 Nanogramm pro Liter ? auch stark mit Keimen belastet. Es gab aber auch Proben mit vielen Keimen, in denen nur geringe Koffeinkonzentrationen vorlagen. Im Prinzip sei auch genau dieses Ergebnis zu erwarten gewesen, kommentiert das Team, schließlich habe man die Proben an ganz unterschiedlichen Stellen entnommen und vermutlich auch Gegenden erwischt, wo es nur wenig Abwasser, dafür aber viele Tierexkremente gibt. Das Carbamazepin scheint sich dagegen nicht sehr gut für die Suche nach Kontaminationsquellen zu eignen, vermutlich, weil es sehr viel weniger flächendeckend eingesetzt werde.

Das System sei zwar noch nicht narrensicher, aber ein erster Hinweis auf ein Problem mit dem Abwassersystem lasse sich aus der Koffeinmessung auf jeden Fall ableiten, resümieren die Wissenschaftler: Immer, wenn die Koffeinkonzentration im Wasser größer sei als die, die man erhält, wenn man 10 Tassen Kaffee in ein Schwimmbecken mit Olympia-Maßen schüttet, könne man von einer starken Keimbelastung ausgehen, die dazu noch mit fast absoluter Sicherheit aus menschlichen Fäkalien stamme.
Sébastien Sauvé (Université de Montréal) et al.: Chemosphere, Bd. 86, S. 118

© wissenschaft.de ? Ilka Lehnen-Beyel


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