Scoping (un)regulated organic substances in aqueous effluents for circular water reuse: a Dutch case study

In vielen Teilen der Welt, einschließlich der Niederlande, wandelt sich die Vorstellung, gebrauchtes Abwasser in frisches Trinkwasser oder Bewässerungswasser für Nutzpflanzen zu verwandeln, von einer verzweifelten letzten Notlösung zu einer notwendigen Strategie. Da die Süßwasserressourcen knapper werden, bietet die Aufbereitung von Abwasser nach einem hohen Standard und dessen Rückführung in den Wasserkreislauf einen Weg, die Zukunft unserer Wasserversorgung zu sichern. Bevor dieses Wasser jedoch vertrauenswürdig sein kann, müssen Wissenschaftler sicherstellen, dass es frei von unsichtbaren Gefahren ist. Das Hauptproblem ist nicht das Wasser selbst, sondern die tausenden organischen Chemikalien, die durch unsere Rohre fließen. Dazu gehören Rückstände von Medikamenten, Pestiziden, Körperpflegeprodukten und industriellen Materialien. Im Gegensatz zu Bakterien, die relativ leicht abzutöten sind, sind viele dieser Chemikalien darauf ausgelegt, widerstandsfähig zu sein. Einige sind persistent, was bedeutet, dass sie in der Natur nicht leicht abgebaut werden; andere sind mobil, was bedeutet, dass sie schnell durch Boden und Wasser reisen; und einige sind bereits in winzigen Mengen toxisch. Wenn diese Substanzen die Kläranlagen passieren, können sie das Grundwasser und Nutzpflanzen kontaminieren und langfristige Risiken für die menschliche Gesundheit und Ökosysteme darstellen. Die Herausforderung für die Regulierungsbehörden besteht darin, mit dieser „chemischen Suppe“ Schritt zu halten und sicherzustellen, dass das Wasser, das wir wiederverwenden, sicher ist.

Eine aktuelle Studie von Forschern der Wageningen University und der Utrecht University wirft einen kritischen Blick darauf, wie gut die aktuellen Gesetze in den Niederlanden vor diesen Risiken schützen. Das Team kombinierte eine chemische Analyse des Wassers, das aus niederländischen Kläranlagen austritt, mit einer tiefgehenden Untersuchung der rechtlichen Vorschriften für diese Chemikalien. Sie untersuchten Daten von 332 Kläranlagen, die über ein Jahrzehnt hinweg von 2015 bis 2025 erhoben wurden, um genau zu sehen, was aus den Rohren kommt. Ihr Ziel war es festzustellen, ob die bestehenden Regelungen der Europäischen Union und der Niederlande tatsächlich die in diesem Wasser enthaltenen organischen Substanzen abdecken oder ob gefährliche Chemikalien durch das Raster fallen.

Die Forscher fanden eine erhebliche Lücke zwischen den im Wasser vorhandenen Chemikalien und den Gesetzen, die dazu bestimmt sind, diese zu kontrollieren. Von den 554 nachgewiesenen einzigartigen Substanzen im behandelten Abwasser war ein großer Teil – nämlich 325 davon – durch keine der das Team analysierten spezifischen Wasserverordnungen abgedeckt. Das bedeutet, dass für mehr als die Hälfte der im Wasser gefundenen Chemikalien keine spezifischen gesetzlichen Grenzwerte oder Überwachungspflichten existierten, um deren Sicherheit für die Wiederverwendung zu gewährleisten. Die häufigste Gruppe unregulierter Substanzen waren Pestizide und deren Abbauprodukte, dicht gefolgt von Pharmazeutika. Die Studie hob auch hervor, dass eine Substanz, selbst wenn sie für eine bestimmte Verwendung verboten ist, für eine andere noch erlaubt sein kann, was es ihr ermöglicht, legal in das Abwassersystem zu gelangen. Zum Beispiel könnte eine Chemikalie als Pestizid verboten, aber als Inhaltsstoff in industriellen Kunststoffen oder Haushaltsprodukten zugelassen sein, wodurch sie schließlich in das Abwassersystem und damit in die Umwelt gelangt.

Ein Schwerpunkt der Forschung war eine spezifische Art chemischer Gefahren, bekannt als PMT oder vPvM. Dies sind Substanzen, die persistent (sie halten lange an), mobil (sie bewegen sich leicht durch Wasser und Boden) und toxisch (sie sind schädlich) sind. Sobald diese Chemikalien in das Wassersystem gelangen, sind sie mit Standardbehandlungsmethoden nur sehr schwer zu entfernen, was eine anhaltende Bedrohung für die Wasserqualität darstellt. Die Studie ergab, dass ein beachtlicher Prozentsatz der im niederländischen Abwasser gefundenen organischen Substanzen dieses gefährliche Profil aufweist. Während einige Pestizide und Biozide erfolgreich als PMT oder vPvM klassifiziert wurden, da sie auf diese Eigenschaften getestet worden waren, fehlten bei vielen anderen Chemikalien, insbesondere industriellen Verbindungen und Pharmazeutika, die notwendigen Daten für eine Klassifizierung überhaupt. Ohne diese Daten können die Regulierungsbehörden nicht bestimmen, ob diese Substanzen sicher sind, was sie in eine rechtliche Grauzone bringt, in der sie weder verboten noch überwacht werden.

Um diese Lücken zu schließen, untersuchten die Forscher die Idee, Chemikalien zu Gruppen zusammenzufassen, anstatt sie einzeln zu regulieren. Derzeit behandeln Gesetze jede Chemikalie oft als ein Unikat, was für jede einzelne Substanz eine separate, zeitaufwendige Sicherheitsbewertung erfordert. Die Studie schlägt vor, dass Chemikalien mit ähnlichen Strukturen oder Verhaltensweisen als Gruppe reguliert werden könnten. Wenn beispielsweise eine Familie von Chemikalien alle eine spezifische chemische Struktur teilen, die sie persistent und mobil macht, könnte die gesamte Gruppe gemeinsam eingeschränkt werden. Dieser Ansatz, bekannt als „ein Stoff, eine Bewertung“ (one substance, one assessment), würde es den Regulierungsbehörden ermöglichen, bestehende Sicherheitsdaten eines Chemikals zu nutzen, um eine ganze Klasse ähnlicher Chemikalien zu schützen. Die Studie fand heraus, dass viele der unregulierten Substanzen im niederländischen Abwasser in solche Gruppen eingeteilt werden könnten, einschließlich Familien von Kunststoffzusätzen und Pestizidabbauprodukten. Diese Methode würde nicht nur den Regulierungsprozess beschleunigen, sondern auch vor „bedauerlicher Substitution“ (regrettable substitution) schützen, bei der eine verbotene Chemikalie einfach durch eine leicht andere ersetzt wird, die ebenso schädlich ist.

Die Ergebnisse deuten auf einen klaren Veränderungsbedarf im Management der Wassersicherheit hin. Die Forscher argumentieren, dass das Vertrauen auf die derzeitigen, fragmentierten Gesetze angesichts der komplexen Realität moderner Abwässer unzureichend ist. Sie schlagen vor, dass die Durchsetzung bestehender Regeln strenger erfolgen muss, insbesondere bei Substanzen, die bereits verboten sind, aber dennoch im Abwassersystem auftauchen. Darüber hinaus muss der Umfang der Regulierungen erweitert werden, um gezielt die Risiken im Zusammenhang mit der Wasserwiederverwendung anzugehen, statt nur die allgemeine Verschmutzung. Durch die Einführung eines „Ein Stoff, eine Bewertung“-Ansatzes und die Nutzung von Gruppierungsstrategien könnten die Regulierungsbehörden die Schlupflöcher schließen, die es gefährlichen Chemikalien ermöglichen, im Wasserkreislauf zu verbleiben. Dies würde die Wiederverwendung von Wasser nicht nur sicherer und effizienter machen, sondern auch sicherstellen, dass das Wasser, auf das wir uns in der Zukunft verlassen, wirklich sauber ist. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass sich die Wissenschaft zur Identifizierung dieser Chemikalien zwar weiterentwickelt, der rechtliche Rahmen jedoch ebenso schnell mit der Zeit gehen muss, um sicherzustellen, dass das Versprechen der zirkulären Wasserwiederverwendung nicht zu Lasten der öffentlichen Gesundheit geht.