Chemische Reinigung von Patienten-Urin
TU-Wissenschaftler entwickeln kostengünstiges Verfahren zur Behandlung von belasteten Abwassern
Allein 150 Tonnen Röntgenkontrastmittel gelangen in Deutschland pro Jahr in den Wasserkreislauf. Die iodierten organischen Verbindungen gelangen über den Urin von Patienten in Krankenhäusern und Diagnosepraxen ins Abwasser und können in Klärwerken nicht abgebaut werden. Das Projekt „PharmaTreat“ am Fachgebiet Wasserreinhaltung der Technischen Universität Berlin untersucht im Auftrag des Kompetenzzentrums Wasser Berlin derzeit, wie man den Patienten-Urin aus Klinken gewissermaßen chemisch reinigen kann. Finanziert wird die Studie von den Berliner Wasserbetrieben und dem Umweltdienstleister Veolia.
„Wir prüfen, wie man mit Hilfe von Eisen Wasser belastende Stoffe aus Krankenhäusern aus dem Wasserkreislauf fernhalten kann“, berichtet Fachgebietsleiter Prof. Dr.-Ing. Martin Jekel. Dabei richtet sich das Interesse der Forscher neben den Röntgenkontrastmitteln (RKM) auch auf bestimmte Antibiotika und giftige Zytostatika. „Man hat diese Stoffe bereits in Oberflächengewässern, im Grund- und vereinzelt sogar im Trinkwasser gefunden“, sagt Prof. Jekel, der sich bereits seit 15 Jahren mit dem Thema auseinandersetzt. Etwa 80 bis 100 pharmazeutische Stoffe gelangen in die Gewässer, so schätzt der Wissenschaftler. Davon sind einige potentiell als gefährdend für die aquatische Umwelt einzustufen.
„Wir haben die zu untersuchenden Stoffe anhand des Jahresverbrauches von Arzneien an der Berliner Charité ausgewählt“, erläutert Dipl.-Ing. Michael Stieber. Mit Hilfe der Flüssigchromatographie und Massenspektroskopie wurden die Röntgenkontrastmittel Iopromid und Diatrizoat, die Zytostatika Methotrexat und Ifosfamid sowie die Antibiotika Ciprofloxacin, Cefuroxim und Piperacillin quantifiziert. Außerdem untersuchten die Forscher, welchen Einfluss pH-Wert, Temperatur und Rührgeschwindigkeit auf die Reaktion der Stoffe mit dem als Reaktionsmittel wirkenden Eisen haben. Ziel des von Veolia und den Berliner Wasserbetrieben finanzierten Forschungsprojektes sei es, ein kostengünstiges Verfahren für die Behandlung von mit Pharmaka belasteten Urin zu entwickeln.
In einem abgeschlossenen Reaktor, so erläutert der Doktorand, bilde sich an der Oberfläche von Eisenspänen adsorbierter atomarer Wasserstoff. „Dieser ist ausgesprochen reaktiv und wandelt die Schadstoffe so um, dass sie für die Mikroorganismen in den Kläranlagen besser abbaubar sind“, erklärt Stieber. Eisensalze werden ohnehin in den Klärwerken eingesetzt - sodass hohe Eisenkonzentrationen in den Zuläufen der Kläranlagen sogar unterstützend wirken können.
Erste Ergebnisse zeigen, dass die untersuchten Stoffe (außer Methotrexat) in saurer Umgebung (bei pH-Wert 3) besonders schnell abgebaut werden. Bis die neue Technik allerdings auch angewendet werden kann, müsse die Politik tätig werden, fordert Prof. Jekel. „Bislang ist vom Gesetzgeber lediglich vorgeschrieben, den Urin von mit radioaktivem Iod behandelten Patienten gesondert zu entsorgen“, sagt er.
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