Für arme Länder entwickelt 23.06.2013, 12:00 Uhr

Papayasamen können Schwermetalle aus dem Wasser filtern

Potsdamer Wissenschaftler haben einen verblüffend einfachen Weg gefunden, wie Trinkwasser in Entwicklungsländern von Schwermetallen wie Nickel und Cadmium gereinigt werden kann: durch Papayasamen.

Fast 900 Millionen Menschen in Entwicklungsländern müssen verschmutztes Wasser trinken. Jetzt haben Potsdamer Forscher einen Filter aus Papayasamen und Tonmineralien entwickelt, der sogar Schwermetalle aus dem Wasser filtert.

Fast 900 Millionen Menschen in Entwicklungsländern müssen verschmutztes Wasser trinken. Jetzt haben Potsdamer Forscher einen Filter aus Papayasamen und Tonmineralien entwickelt, der sogar Schwermetalle aus dem Wasser filtert.

Foto: Georg Ehrler/MISEREOR

Die Erfindung aus Potsdam könnte für Millionen von Menschen bedeuten, dass sie endlich von Trinkwasser nicht mehr krank werden. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) schätzt, dass weltweit fast 900 Millionen Menschen keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser haben. Fast dreimal so viele, 2,6 Milliarden Menschen, haben keine Möglichkeit, sanitäre Einrichtungen wie Toiletten zu benutzen.

Entwicklungsländer brauchen billige und effektive Lösungen

Es ist eine der größten Herausforderungen, alle Menschen mit sauberem Trinkwasser zu versorgen. Viele Entwicklungsländer verfügen zwar über Oberflächen- oder Grundwasser, doch oft ist es durch mangelnde sanitäre Einrichtungen oder durch Industrieabwässer eigentlich ungenießbar. Es macht krank. Über aufwändige Klär- und Reinigungstechnik verfügen die armen Länder kaum, deshalb sind extrem kostengünstige Lösungen wichtig.

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Ein Team um Andreas Taubert, Professor für Supramolekulare Chemie und Anorganische Hybridmaterialien an der Universität Potsdam, hat jetzt in Kooperation mit dem ebenfalls in Potsdam beheimateten Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung eine gangbare Lösung vorgestellt: Papayasamen.

Eine Kombination aus Papaysamen und Tonmineral ist nach einer geeigneten Wärmebehandlung in der Lage, die Konzentrationen von Nickel, Cadmium und Blei unter die von der WHO festgelegten Grenzwerte zu senken. Gerade Nickel, Cadmium und Blei sind extrem gesundheitsschädliche Schwermetalle, die in Flüssen mit Industrieabwässern in hohen Konzentrationen auftreten. Diese gelangen in die Flüsse ausgerechnet bei der Aufbereitung von Elektroschrott aus den reichen Ländern, der in Entwicklungsländern unter unzureichenden Bedingungen aufbereitet wird. Weitere Quellen für die hohe Schwermetallbealstung sind laut Prof. Taubert der Abbau technologischwichtiger Minerale wie Gold oder Coltan und die Fertigung von Autobatterien.

Nicht Wassermangel, sondern Zugang zu Wasser ist das Problem

Das Kompositmaterial aus Papayasamen und Tonmineral weist eine sehr hohe Affinität zu Nickel und Cadmium auf. Der eine Vorteil dieser beiden Materialien: Beide Rohstoffe sind praktisch unendlich verfügbar. Der andere Vorteil: Die Materialien lassen sich recyclen. Diese Kombination macht sie attraktiv für die einfache, schnelle und vor allem lokal verfügbare Wasserreinigung.

Bei der Rezeptur achteten die Potsdamer darauf, dass die Filtermasse überall in Entwicklungsländern herstellbar ist. So nutzten die Forscher im Forschungsbeispiel ausschließlich Tonmineralien und Papayas aus Nigeria. Die Mineralien und die Samenpaste wurden zu gleichen Teilen verarbeitet und anschließend mit Hitze weiterverarbeitet.

Eingesetzt in die Filteranlage konnten die Forscher mit dem porösen Kompositmaterial sieben Liter pro Minute reinigen. In ihren Versuchen ist es den Potsdamer Forschern gelungen, Wasser mit einer Schwermetallbelastung von 1 mg pro Liter auf Trinkwasserniveau zu bringen. Die Belastung mit Cadmium lag nach der Filterung unter 4 μg/L, der Nickel-Anteil sank unter 7 μg/L. Beide Werte liegen unter den zulässigen Grenzwerten der WHO. Die Bleibelastung überstieg dagegen mit 20 μg/L leicht das WHO-Niveau.

„Die Studie hat gezeigt, dass das günstige Kompositmaterial sehr gute Voraussetzungen hat, um teure Aktivkohlefilter bei der Reinigung verschmutzten Wassers in Entwicklungsländern zu ersetzen“, schreibt Taubert in der Studie. Das wäre für Entwicklungsländer ein gute Nachrichten. Denn die Deutsche Unesco-Kommission sieht in ihrem Weltwasserbericht 2012 für Afrika nicht den Mangel an Wasser als Problem an, sondern der Zugang zu sauberem Wasser, dort wo es gebraucht wird. Genau dafür sorgt die Erfindung des Potsdamer Teams.

Schwermetalle im Wasser schädigen die Gesundheit

Sollte sich das Verfahren aus Potsdam auch in der Fläche bewähren, könnten erhebliche Gesundheitsschädigungen vermieden werden. So schädigt Cadmium die Nieren und die Knochen. Eine große Aufmerksamkeit erzielte im Jahre 1950 die Itai-Itai-Krankheit, eine schwere Cadmiumvergiftung, die in der Präfektur Toyama in Japan auftrat. Sie wurde durch Bergwerke hervorgerufen, in denen Silber, Blei, Kupfer und Zink gewonnen wurde. Dabei gelangten große Mengen Cadmium in einen Fluss, dessen Wasser von der Bevölkerung zur Bewässerung der Reisfelder und als Trink- und Waschwasser benutzt wurde. Die von der Itai-Itai-Krankheit – wörtlich übersetzt heißt das Aua-Aua-Krankheit – betroffenen Menschen bekamen starke Schmerzen, Knochenerweichung und starben oft an einem Nierenversagen.

Eines der Millenniums-Ziele der Vereinten Nationen aus dem Jahre 2000 war es, bis 2015 den Anteil der Menschen ohne dauerhaft gesicherten Zugang zu hygienisch einwandfreiem Trinkwasser von 65 Prozent auf 32 Prozent zu halbieren. 2012 hatten 89 Prozent der Weltbevölkerung Zugang zu sauberen Trinkwasser, dieses Millenniumsziel haben die Vereinten Nationen somit schon drei Jahre vorher erreicht und sogar übertroffen.

Doch 884 Millionen Menschen haben nach wie vor kein sauberes Wasser zur Verfügung. Bei den sanitären Anlagen wird das Millenniumsziel der Vereinten Nationen bis 2015 nicht erreicht. 2,6 Milliarden Menschen verfügen heute über keine einfachen sanitären Anlagen. Nur 80 Prozent der städtischen Bevölkerung in Entwicklungsländern verfügen über sanitäre Anlagen. Die Rechnung ist einfach aber eindrucksvoll: Gäbe es überall einfache sanitäre Anlagen und sauberes Trinkwasser, könnten neun von zehn Durchfallerkrankungen verhindert werden und damit zehn Prozent aller Erkrankungen weltweit.

Ein Beitrag von:

  • Detlef Stoller

    Detlef Stoller ist Diplom-Photoingenieur. Er ist Fachjournalist für Umweltfragen und schreibt für verschiedene Printmagazine, Online-Medien und TV-Formate.

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