Aus diesen Parametern wurden zudem Indikatorsubstanzen/-organismen ausgewählt, die zukünftig zur Bestimmung der Prozesseffizienz herangezogen werden können.

Einer der Untersuchungsstandorte im Projekt OPTI: Pflanzenkläranlage in Shefa-'Amr © Dr. Marco Scheurer

Im Verbundsprojekt "Optimization of subsurface treatment units based on novel indicators" (OPTI) konnte u.a. gezeigt werden, dass bestimmte Abbauprodukte von Mikroschadstoffen (z.B. von Arzneimittelrückständen) Rückschlüsse auf stattfindende Abbauprozesse und vorherrschende Umgebungsbedingungen erlauben. Damit stellen sie geeignete chemische Indikatoren für die Bewertung der Prozesseffizienz von Untergrundpassagesystemen (Sand-, Bodenfilter, Pflanzenkläranlagen) dar. Werden sie analytisch erfasst, erlauben sie bessere Rückschlüsse auf die biologische Aktivität eines Systems, als durch alleiniges Messen der Ausgangsverbindungen.

Mit Hilfe von molekularbiologischen Untersuchungen wurden zudem Vorschläge für Bakterientaxa als vielversprechende biologische Indikatoren abgeleitet. U.a. können die Gattung Nitrospira und Organismen des Stamms Chloroflexi förderliche Bedingungen für den allgemeinen Mikroschadstoffabbau anzeigen. Verschiedene Spezies der Ordnung Rhizobiales eignen sich als spezielle Indikatoren für den Abbau des Süßstoffs Acesulfam. Pathogene und antibiotikaresistente Gene wurden in den untersuchten Systemen zwar in hohem Maße entfernt, aber nicht vollständig zurückgehalten. Nach Projektabschluss besteht nach wie vor eine Wissenslücke bezüglich des Einflusses von Konstruktionsdesigns und Betriebsbedingungen auf die Entfernungsleistung von Antibiotikaresistenzen. Bisherige Ergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass einige Parameter, die sich positiv auf die Entfernung von Mikroschadstoffen und Pathogenen auswirken (z. B. die hydraulische Aufenthaltszeit im Behandlungssystem) auch dem Rückhalt von Resistenzgenen zuträglich sind.

Die Ergebnisse stellen hinsichtlich einer optimierten Nutzung von naturnahen Abwasserbehandlungsmethoden einen wichtigen Beitrag dar. Im Zuge des wachsenden weltweiten Wasserverbrauchs wird die effiziente Nutzung dieser Systeme zur Entfernung von Schadstoffen und neuartigen Verunreinigungen (Mikroschadstoffe, antibiotikaresistente Keime) immer wichtiger. Eine effiziente Abwasserbehandlung ist entscheidend für den Schutz der Flüsse, Seen und des Grundwassers. Zum anderen wird gereinigtes Abwasser immer mehr zur wertvollen erneuerbaren Ressource, u. a. um den Wasserbedarf arider Gebiete zu stützen.

Das Projekt wurde im Rahmen der deutsch-israelischen Kooperation in der Wasserforschung vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und vom israelischen Ministerium für Wissenschaft, Technologie und Raumfahrt (MOST) gefördert. Zusätzlich erfolgten Kooperationen mit verschiedenen Betreibern technischer Anlagen aus regionalen Wasserwirtschafts- und Entsorgungsverbänden in Deutschland und Israel.