Schadstoffe im Trinkwasser: Kläranlagen

Konventionelle 3-stufige Kläranlagen (mechanische, biologische und chemische Reinigung) können einiges reduzieren, aber nicht alles sicher entfernen. Sehr gut klappt es bei Stoffen, die an Partikel gebunden sind (z. B. Mikroplastik, viele Schwermetalle). Deutlich schwieriger sind sehr kleine oder sehr beständige Stoffe (z.B. Nanoplastik, PFAS, Arzneimittelrückstände). Bei Krankheitserregern: Bakterien werden meist stark vermindert, Viren nur teilweise. 

Bakterium

Reinigungsstufen einer Kläranlage

1. Stufe – Mechanische Reinigung (Vorreinigung) – Entfernung grober, absetzbarer und ungelöster Stoffe

  • Rechen ➔ entfernt grobe Feststoffe wie Plastik, Holz, Textilien
  • Sandfang ➔ scheidet Sand, Kies, Fett ab
  • Vorklärbecken ➔ Schwebstoffe setzen sich als Klärschlamm ab
    ➡️ etwa 30 % der Gesamtverschmutzung werden entfernt
  • Entfernte Stoffgruppen
    • Feste organische Teilchen (Fäkalpartikel, Speisereste, Zellulosefasern)
    • Erste ungelöste Stickstoff- / Phosphorverbindungen (z. B. Proteine, Partikel aus Reinigungsmitteln)

2. Stufe – Biologische Reinigung (Hauptreinigung) – Abbau organischer Stoffe sowie Stickstoffverbindungen durch Mikroorganismen

  • Belebtschlammverfahren ➔ Bakterien bauen organische Stoffe zu CO₂, Wasser und Biomasse ab
  • Nitrifikation/Denitrifikation ➔ Abbau von Stickstoffverbindungen
  • Nachklärung ➔ Abtrennung von gereinigtem Wasser und Belebtschlamm
    ➡️ etwa 85–95 % der organischen Belastung wird abgebaut
  • Entfernte Stoffgruppen
    • Gelöste organische Kohlenstoffverbindungen (z. B. Zucker, Fettsäuren, Eiweiße)
    • Biologisch abbaubare Stickstoffverbindungen
    • Zelltrümmer und Biomasseflocken (Belebtschlamm) 

3. Stufe – Chemische Reinigung (Nachreinigung) – Entfernung von Nährstoffen (v. a. Phosphat) und Feinpartikeln

  • Fällung *2 /Flockung ➔ Zugabe von Chemikalien (z. B. Eisen-/Aluminiumsalze), binden Phosphate zu schwer löslichen Fällungsprodukten
  • Feinfiltration ➔ Reduziert Schwebstoffe. Teilweise Filtration zur Feinreinigung
    ➡️ führt zu Nährstoffentlastung und klarerem Ablaufwasser
  • Entfernte Stoffgruppen
    • Chemisch gefällte Phosphate (Eisen-/Aluminiumphosphate)
    • Phosphor, der in Biomasse gespeichert ist
    • Rückstände aus Wasch-/Reinigungsmitteln 

4. Stufe – Spurenstoffreinigung (optional) – Entfernung von Mikroschadstoffen wie

  • Arzneimittelrückstände (z. B. Antibiotika, Schmerzmittel)
  • Pestizide
  • Kosmetik-/Pflegeproduktbestandteile
  • hormonaktive Stoffe

3-stufige Kläranlage: Reinigungsleistung

  • Mikroplastik – Teilweise reduziert: Entfernung größerer Partikel durch Flockung / Filtration. Sehr feine Partikel (< 100 µm) verbleiben im Ablauf *1
  • Bakterien – Deutlich reduziert: Biologische Abbauprozesse und Sedimentation. Reduktion unzureichend, verbleiben im Ablauf *1
  • Viren – Teilweise reduziert: Teilweise Rückhalt durch biologische und physikalische Prozesse. Reduktion unzureichend, verbleiben im Ablauf *1
  • Nanoplastik – Gering reduziert: Aufgrund der geringen Partikelgröße kaum Rückhalt. Verbleiben im Ablauf *1
  • Chemikalien (organisch) – Unterschiedlich reduziert: Biologischer Abbau leicht abbaubarer Substanzen. Persistente/schwer abbaubare Stoffe verbleiben im Ablauf *1
  • Pestizide – Kaum reduziert: Meist schwer abbaubare Stoffe. Verbleiben im Ablauf *1
  • PFAS – Kaum reduziert: Chemisch und biologisch extrem stabil. Verbleiben fast vollständig im Ablauf *1
  • Nitrate – Deutlich reduziert: Effektiv, wenn biologische Denitrifikation vorhanden. Sonst verbleib im Ablauf *1
  • Hormone – Kaum reduziert: Gelöste Stoffe passieren die Anlage weitgehend unverändert. Verbleiben im Ablauf *1
  • Pharmazeutika – Kaum reduziert: Gelöste Stoffe passieren die Anlage weitgehend unverändert. Verbleiben im Ablauf *1
  • Schwermetalle – Teilweise reduziert (wenn gebunden): Chemische Fällung *2 / Bindung im Klärschlamm *3. Gelöste Schwermetalle verbleiben im Ablauf *1

Ergebnis

  • Das Wasser ist weitgehend klar, frei von Schwebstoffen und biologisch sauber
  • ABER: Mikroschadstoffe (Arzneimittel, Hormone, Pestizide, etc.) verbleiben im Kläranlagen-Ablauf
  • Deshalb rüsten viele Kläranlagen mit einer 4. Reinigungsstufe nach (Ozonung, Aktivkohle, etc.)

Schadstoffe in der Umwelt – unabhängig von der Reinigungsstufe

Eine 4. Reinigungsstufe kann lediglich zukünftige Umweltbelastungen ab dem Zeitpunkt ihrer Inbetriebnahme beeinflussen. Zudem reduziert sie – je nach Anlagenkonzept – nur bestimmte Stoffe und das nicht vollständig.
Die Verweilzeiten, Abbauprozesse (z.B. Adsorption, biologischer Abbau) und Transportwege (z.B. Auswaschung, Erosion) bereits in der Umwelt befindlicher Schadstoffe folgen ihren eigenen Gesetzen.

  • Schwermetalle
    • Verbleib: Jahrzehnte bis dauerhaft
    • Problem: Starke Bindung an Bodenpartikel
    • Konsequenz: Nur minimale Reduktion (Verdünnung, Abtrag, langsame Pflanzenaufnahme oder Auswaschung ins Grundwasser)
  • Organische Stoffe (viele, aber nicht alle)
    • Verbleib: Monate bis wenige Jahre biologischer Abbau
    • Problem: Langlebige wie PFAS, bestimmte Pestizide: Jahre bis Jahrzehnte, nahezu nicht abbaubar
    • Können in tiefere Bodenschichten und ins Grundwasser vordringen
  • Mikroplastik & Nanoplastik
    • Verbleib: Jahrzehnte
    • Problem: Nanoplastik ist praktisch nicht messbar und dringt tief in Böden ein
  • Nährstoffe
    • Nitrat: Wochen bis Monate ➔ Auswaschung ins Grundwasser
    • Phosphor: Bindet sich im Boden ➔ verbleibt jahrelang ➔ gelangt über Erosion in Gewässer

Risiken & Restbelastungen trotz „4. Stufe“

Selbst moderne Anlagen erreichen keine vollständige Entfernung aller relevanten Stoffe:

  • PFAS: extrem persistent, kaum eliminierbar
  • Nanoplastik: durchdringt nahezu alle Filtersysteme
  • Viele Pharmazeutika: nur teilweise abbaubar
  • Sehr wasserlösliche Chemikalien: nur schwer entfernbar
  • Krankheitserreger & resistente Keime: bleiben erhalten, wenn keine Desinfektion (z. B. UV) vorhanden ist *6

Die vielzitierte „Vielfältige Entfernung von Spurenstoffen“ ist in der Praxis nicht realistisch. Die 4. Reinigungsstufe ist ein wichtiger technischer Fortschritt – aber kein Wundermittel.

4. Reinigungsstufe

Die 4. Reinigungsstufe wird eingeführt, weil herkömmliche Kläranlagen viele Spurenstoffe – wie Arzneimittel, Hormone, Pestizide und Industriechemikalien – nicht ausreichend entfernen können. Diese Stoffe gelangen über den Kläranlagenablauf in Gewässer und können dort Tiere und Pflanzen beeinträchtigen – und letztlich auch den Menschen, sei es indirekt über die Nahrungskette oder direkt durch verunreinigtes Grund-/Trinkwasser. Die 4. Stufe soll schwer abbaubare Mikroverunreinigungen besser herausfiltern und so den Gewässerschutz deutlich verbessern.

Verfahren

  • Ozonung (Oxidation)
    • Ozon (O₃) ist ein sehr starkes Oxidationsmittel. Es zerstört viele organische Schadstoffe wie Arzneimittel, Hormone, oder wandelt sie in Stoffe um, die im biologischen Filter leichter abgebaut werden können.
    • Danach braucht man immer nachgeschaltete Filter, für die Ozon-Abbauprodukte/Reststoffe.
  • Nachgeschaltete biologische Filter (Sand-/Aktivkohlefilter)
    • Sandfilter
      • = Feinfilter + Bioreaktor: Im Sand wachsen Biofilme, die bestimmte Stoffe biologisch weiter abbauen.
      • Mit vorgeschalteter Ozonung können Sandfilter Partikel und biologische Ozon-Abbauprodukte gut binden/weiter abbauen.
      • Ohne Ozonung aber kaum hartnäckige Mikro-Schadstoffe wie Arzneimittel oder Hormone.
    • Aktivkohlefilter
      • Aktivkohle besitzt eine extrem große innere Oberfläche (wie ein Schwamm mit Milliarden Poren).
      • Dadurch kann Aktivkohle Mikro-Schadstoffe sehr stark binden (zurückhalten).
      • Funktioniert auch ohne Ozonung – aber noch besser nach Ozonung.
  • Aktivkohle (PAK/GAK)
    • PAK – Pulveraktivkohle: Wird als Pulver direkt ins Wasser gegeben. Bindet Schadstoffe und wird später wieder abgetrennt (Sedimentation/Filter).
    • GAK – Granulataktivkohle: In festen Filtern eingesetzt. Das Wasser fließt hindurch, Mikro-Schadstoffe werden gefangen.
  • Fein-/Membranfiltration (Nanofiltration/Umkehrosmose)
    • Sehr feine Filter, die fast nur Wasser durchlassen. Entfernen Mikro-Schadstoffe mechanisch (nicht biologisch/chemisch).
    • Sehr effektiv, aber teuer und erzeugen ein hochbelastetes Konzentrat, das separat entsorgt werden muss.
  • Zusätzliche Flockung
    • Zusatzstoffe (Flockungsmittel) bringen Mikro-Schadstoffe/PAK zum Ausflocken. Diese Flocken können dann abgeschieden werden.

Vergleich der Verfahren (solo & kombiniert)

  • Ozonung – SOLO
    • Vorteile: Sehr wirksam zum Aufbrechen komplexer organischer Moleküle. Hohe Eliminierung für viele Arzneimittel und Hormone. Gut für große Wassermengen.
    • Nachteile: Entstehende Abbauprodukte müssen immer nachbehandelt werden ➔ allein nicht ausreichend. Einige Stoffe werden kaum oxidiert (z. B. PFAS, Industriechemikalien).
  • Sandfilter – SOLO
    • Vorteile: Entfernen Partikel ab ca. 10 µm zuverlässig (Schnell-/Drucksandfilter). Biofilme bauen leicht abbaubare organische Stoffe gut ab.
    • Nachteile: Entfernen ohne Ozonung kaum Mikro-Schadstoffe. Für eine 4. Stufe allein zu schwach.
  • Aktivkohle (PAK/GAK) – SOLO
    • Vorteile: Sehr wirksam gegen viele Mikro-Schadstoffe wie Medikamente, Pestizide, Hormone, Industriechemikalien.
    • Nachteile: Belastete Kohle muss regeneriert (z. B. thermisch gereinigt) oder entsorgt werden (meist als Sonderabfall).
  • Ozonung + Sandfilter: Ozon bricht Moleküle auf ➔ Sandfilter baut die entstehenden Abbauprodukte biologisch weiter ab und hält Partikel zurück.
    • Vorteile: Gut geeignet für große Wassermengen, große Anlagen.
      • Kann einfach nachgerüstet werden, wenn Sandfilter bereits vorhanden sind.
      • Wenig zusätzlicher Schlamm, da Sandfilter kaum Verbrauchsmaterial benötigen.
    • Nachteile: Entfernt einige Mikro-Schadstoffe nur mäßig oder gar nicht, selbst mit Ozon (z. B. bestimmte Industriechemikalien). Partikel-Filtration nur ab ca. 10 µm, keine gelösten Stoffe.
  • Ozonung + Aktivkohle (PAK/GAK): Ozon bricht Moleküle auf ➔ Aktivkohle bindet Ozon-Abbauprodukte/Reststoffe.
    • Vorteile: Sehr hohe Wirksamkeit + sehr breites Wirkspektrum.
    • Nachteile: Sehr hohe technische/finanzielle Komplexität. Belastete Kohle muss regeneriert (z. B. thermisch gereinigt) oder entsorgt werden (meist als Sonderabfall).

Jedes Verfahren wirkt anders. Die Ergebnisse unterscheiden sich je nach Anlagenkonzept, Wasserqualität und Betriebsweise. 

Ozonung + Filter vs. Membranfiltration

Ozonung + Filter (Sand-/Aktivkohle) bieten keine vollständige Sicherheit und entfernen nur einen Bruchteil der Schadstoffe. Membranfiltration könnte zwar sehr viel entfernen, ist aber teuer, energieintensiv, wartungsaufwendig und erzeugt ein hochbelastetes Konzentrat – deshalb setzen viele Kläranlagen lieber auf die Kombination aus Ozonung + Filter, die ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis bietet.
Ozonung senkt die Belastung, erzeugt aber Abbauprodukte, die man nur mit einer Aktivkohlefiltration zuverlässig entfernt. Ein Sandfilter reicht dafür nicht aus. Beispiele:

  • Arzneimittel wie Diclofenac: Ozon zerlegt den Wirkstoff in kleinere Abbauprodukte. Einige davon sind leichter löslich und bleiben ohne Aktivkohle im Wasser.
  • Pestizide wie Atrazin: Ozonung spaltet den Stoff, aber es entstehen Zwischenprodukte, die nur Aktivkohle gut bindet.
  • Industriechemikalien wie Benzotriazol: Durch Ozon entstehen oxidierte Formen, die ebenfalls durch Aktivkohle entfernt werden müssen.
  • Körperpflege-/Haushaltsstoffe: Ozon beginnt den Abbau, Aktivkohle beendet ihn und entfernt die entstehenden Reststoffe.
  • Hormone & hormonähnliche Stoffe (z. B. aus der Antibabypille): Ozon baut die Wirksubstanz ab, aber es entstehen Zwischenprodukte, die nur Aktivkohle gut bindet.

Membranfiltration

  • Hohe Kosten: Membranverfahren (z. B. Nanofiltration oder Umkehrosmose) sind teuer: Die Anlagen selbst kosten deutlich mehr als Ozonung oder Aktivkohle. Der laufende Betrieb ist kostspielig (Pumpen, Druck, Ersatz der Membranen).
  • Hoher Energiebedarf: Membranfiltration braucht hohen Druck, damit das Wasser durch die Membran gedrückt wird, d.h. viel Strom, hohe CO₂-Bilanz und deutlich höhere Betriebskosten.
  • Aufwändige Technik/Wartung: Membranen verschmutzen leicht (Fachexpression: Fouling). Deshalb braucht man: Vorbehandlung des Wassers, regelmäßige Spülungen, Austausch einzelner Module.
  • Hochbelastetes Konzentrat: Bei Membranfiltration entsteht ein hochbelastetes Konzentrat, welches die Stoffe enthält, die man herausgefiltert hat – aber in viel höherer Menge. Man muss es sicher entsorgen oder nachbehandeln. Das ist schwierig und vor allem teuer.

4. Reinigungsstufe – Reinigungsleistung

  • Mikroplastik  
    • Verfahren: Feine Filtration (Sand-, Tuch-, Membranfilter). Teilweise zusätzlich Flockung vor der Filtration.
    • Typische Reduktion: Größere Mikroplastik-Partikel: etwa 60–90 % des noch verbliebenen Mikroplastiks.
    • Einschränkungen: Sehr kleine Partikel (Nanobereich) werden kaum zurückgehalten. Die Reduktion hängt stark von Filtertyp / Wartung (Verstopfung, Spülung) ab.
  • Bakterien
    • Verfahren: Ozonung (starke Oxidation mit Ozon). Manchmal zusätzlich UV-Desinfektion oder Membranfiltration. *6
    • Typische Reduktion: Meist zusätzliche Verminderung um >90 %.
    • Einschränkungen: Wirkung hängt von Ozon-Dosis, Kontaktzeit und Wasserqualität ab. Resistente Bakterien oder solche in Klumpen/Biofilmen können überleben. In der Umwelt können sich Bakterien wieder vermehren.
  • Viren
    • Verfahren: Ozonung, teilweise UV-Desinfektion oder Membranverfahren. *6
    • Typische Reduktion: Für viele Viren zusätzliche Reduktion von etwa 90–99 %. Einige robuste oder sehr kleine Viren werden schlechter erfasst (teils nur 50–90 %).
    • Einschränkungen: Viren reagieren je nach Bauart unterschiedlich empfindlich. Kleinere RNA-Viren werden oft gut, manche behüllungslose Viren schlechter abgebaut.
  • Nanoplastik
    • Verfahren: Filtration und Membranen können einen Teil zurückhalten, wenn die Poren sehr fein sind. Ozonung und Aktivkohle spielen nur eine Nebenrolle
    • Typische Reduktion: In üblichen Anlagen mit 4. Stufe meist nur geringe zusätzliche Reduktion, grob 0–20 %.
    • Einschränkungen: Messungen sind technisch schwierig. Ein Teil der Nanopartikel kann sich an größere Partikel anlagern und so doch mit abgeschieden werden.
  • Chemikalien (organisch, allgemein)
    • Verfahren: Ozonung: Zerlegung vieler organischer Moleküle. Aktivkohle (für Abbau-/Nebenprodukte).
    • Typische Reduktion: Gut oxidierbare oder gut an Aktivkohle haftende Stoffe: 60–90 % zusätzliche Reduktion. Sehr stabile/sehr wasserliebende Stoffe: oft nur 0–30 %.
    • Einschränkungen: Es gibt tausende organische Einzelstoffe; die Wirkung ist je Stoff sehr unterschiedlich.
  • Pestizide
    • Verfahren: Ozonung, Aktivkohle.
    • Typische Reduktion: Viele der häufiger vorkommenden Pestizide: meist 60–90 % zusätzliche Reduktion. Sehr stabile Pestizide: teils nur 20–50 %.
    • Einschränkungen: Die Mischung im Zulauf ist stark saisonabhängig. Für neue Mittel liegen oft weniger Daten vor.
  • PFAS
    • Verfahren: Aktivkohle. Ozonung baut PFAS nicht wirksam ab. Ohne speziell auf PFAS ausgelegte Stufe (z. B. Ionenaustauscher, Hochdruckmembranen) ➔ ist die Entfernung begrenzt.
    • Typische Reduktion: Insgesamt bleiben PFAS zu einem großen Teil im Ablauf. 
      • Langkettige PFAS: je nach Auslegung der Aktivkohle 20–60 %.
      • Kurz-/mittelkettige PFAS: <20 %, häufig keine relevante Abnahme.
    • Einschränkungen: Aktivkohle kann mit anderen Stoffen „voll“ werden ➔ PFAS-Aufnahme sinkt.
  • Nitrate
    • Verfahren: Reduktion findet vor allem in der biologischen Stufe durch Denitrifikation statt (3. Stufe)
    • Typische Reduktion: In der 4. Stufe selbst meist 0–10 % (praktisch keine zusätzliche Verminderung)
    • Einschränkungen: Mit zusätzlichen Denitrifikationsfilter, kann Nitrat weiter sinken.
  • Hormone
    • Verfahren: Ozonung (sehr wirksam gegen viele Hormonstoffe, z. B. Östrogene). Aktivkohle (für Abbau-/Nebenprodukte).
    • Typische Reduktion: Meist >80–95 % zusätzliche Reduktion für viele bekannte Hormone
    • Einschränkungen: Es gibt zahlreiche hormonähnliche Stoffe („endokrine Disruptoren“), sehr stabile oder bisher wenig untersuchte ➔ Entfernung ist begrenzt.
  • Pharmazeutika
    • Verfahren: Ozonung (Abbau vieler Arzneimittelwirkstoffe), Aktivkohle (für Abbau-/Nebenprodukte).
    • Typische Reduktion:
      • Für viele gängige Wirkstoffe (z. B. Schmerzmittel, Antibiotika): meist 60–90 % zusätzliche Reduktion
      • Sehr stabile oder stark wasserliebende Wirkstoffe: teils nur 20–50 %
    • Einschränkungen: Die Forschungslage ist für häufige Wirkstoffe gut, für seltene / neue Mittel deutlich lückenhafter.
  • Schwermetalle
    • Verfahren: 
      • Physikalische Trennung gebundener Metalle per Filtration, teils zusätzliche Bindung an Aktivkohle/Flockungsmittel. 
      • Der Großteil passiert aber schon durch Fällung und Abscheidung im Klärschlamm (3. Stufe).
    • Typische Reduktion: 
      • Gebundene Metalle (z. B. an kleinen Schwebstoffen): zusätzliche oft 20–50 %.
      • Gelöste Metalle (Ionen): meist nur 0–20 % zusätzliche Verminderung.
    • Einschränkungen: Ohne spezielle Metallfällung oder Ionenaustauscher ist die Entfernung gelöster Metalle deutlich begrenzt.

4. Reinigungsstufe – Grenzen

  • 4. Reinigungsstufen werden in Deutschland schrittweise ausgebaut, sind aber noch längst nicht flächendeckend vorhanden, siehe Zeitplan.
  • Ozonung / Aktivkohle können viele Mikroschadstoffe reduzieren, bieten aber keine vollständige Sicherheit.
  • Persistente Stoffe wie PFAS, Nanoplastik oder gelöste Schwermetalle lassen sich meist nur mit speziellen Verfahren wie Membranfiltration entfernen.
  • Eine 4. Reinigungsstufe beseitigt nicht die bereits über Jahrzehnte in die Umwelt gelangten Schadstoffe.
  • Über Sickerwasser können bereits freigesetzte Schadstoffe noch über Jahre bis Jahrzehnte ins Grundwasser wandern.
  • Eine 4. Reinigungsstufe verhindert nicht die Migration von Schadstoffen ins Grundwasser, die weiterhin aus verschiedenen Quellen stammt:
    • aus der Kanalisation (Transport zur Kläranlage oder Sickergrube)
    • aus Klärschlamm (landwirtschaftliche Ausbringung, Verbrennung ➔ Atmosphäre ➔ Niederschlag)
    • aus der Landwirtschaft selbst (Pestizide, Düngemittel, Gülle/Mist)
    • aus Abfällen (Deponien, Müllverbrennung ➔ Atmosphäre ➔ Niederschlag)
    • aus Altlasten im Boden

4. Reinigungsstufe – Rückstände

  • Membranfiltration: Wasser geht durch eine sehr feine Membran. Viele Rückstände bleiben hängen.
    • Einschätzung: Sehr wirksam ➔ technisch / finanziell anspruchsvoll, weil ein Reststrom übrig bleibt.
    • Rückstand: hochbelastetes Konzentrat (flüssig) ➔ muss aufwendig behandelt/entsorgt werden!
  • Ozonung ohne Aktivkohle: Ozon zerlegt viele Stoffe. Dabei entstehen auch neue Stoffe (Abbauprodukte).
    • Einschätzung: Technisch unvollständig.
    • Rückstand: Abbauprodukte bleiben im Wasser ➔ unzureichend!
  • Aktivkohle ohne Ozonung: Aktivkohle bindet viele Stoffe. Die Stoffe werden nicht zerlegt, sondern festgehalten.
    • Einschätzung: Kann viele Stoffe entfernen. Aber ohne Ozonung werden schwer bindbare Stoffe oft schlechter erfasst.
    • Rückstand: belastete Kohle (fest) ➔ muss regeneriert/entsorgt werden!
  • Ozonung + Sandfilter: Ozon zerlegt viele Stoffe. Der Sandfilter hält vor allem feste Teilchen zurück, aber kaum gelöste.
    • Einschätzung: Wird heute nicht mehr als ausreichende 4. Reinigungsstufe angesehen.
    • Rückstand: Abbauprodukte der Ozonung bleiben im Wasser ➔ unzureichend!
  • Ozonung + Aktivkohle: Ozon zerlegt viele Stoffe. Aktivkohle entfernt danach die Abbauprodukte.
    • Einschätzung: Standard ➔ Aktivkohle entfernt die Abbauprodukte.
    • Rückstand: belastete Kohle (fest) ➔ muss regeneriert/entsorgt werden!

4. Reinigungsstufe – Kurzfazit 

  • Gut geeignet für: einige Stoffe wie Pharmazeutika, Hormone, organische Spurenstoffe, Pestizide, Mikroplastik.
  • Mittelmäßig geeignet für: Viren, einige organische Stoffe, partikelgebundene Schwermetalle.
  • Kaum geeignet für: PFAS, Nitrat, gelöste Schwermetalle, Nanoplastik.

Eine 4. Reinigungsstufe verbessert den Zustand des Abwassers ➔ nicht die Trinkwasser-Qualität

  • Leitungswasser
    • Alte Rohre im öffentlichen Netz können Metalle freisetzen (z. B. Blei, Kupfer).
    • Hausinstallationen: Leitungen / Armaturen können Stoffe freisetzen, etwa Weichmacher aus Kunststoffleitungen oder Metalle aus Armaturen.
    • Biofilme: In stehendem Wasser in Leitungen / Anlagen können sich Biofilme bilden, die das Wachstum von Bakterien begünstigen.
  • Abgefüllte Getränke, einschließlich Mineralwasser
    • Verunreinigungen des Grundwassers: Schadstoffe können bereits in den natürlichen Wasserressourcen vorhanden sein.
    • Einflüsse durch Abfüll- / Verarbeitungsanlagen: Es können Stoffe aus technischen Anlagen in das Getränk gelangen, etwa Mineralölrückstände aus Schmierstoffen oder Maschinenölen.
    • Verpackungen / Beschichtungen: Kunststoff-Flaschen, Dosen oder Innenbeschichtungen können chemische Substanzen an das Getränk abgeben, z. B. Weichmacher, Mikroplastik oder Kunststoff- / Lackbeschichtungen.

Zeitplan – Ausbau Deutschland (und EU)

Seit dem 1. Januar 2025 gilt die neue EU-Kommunalabwasserrichtlinie (KARL), die Mitgliedstaaten verpflichtet, die 4. Reinigungsstufe zur Entfernung von Spurenstoffen (Mikroverunreinigungen) in Kläranlagen einzuführen.

  1. bis 12/2033: Mindestens 20 % der Anlagen müssen ausgestattet sein.
  2. bis 12/2039: Mindestens 60 % der Anlagen müssen ausgestattet sein.
  3. bis 12/2045: 100 % der betroffenen Anlagen müssen die 4. Stufe haben.
  • Pflicht: Anlagen ab 150.000 EW – diese müssen die 4. Stufe einbauen.
  • Kleinere Anlagen: Können betroffen sein, wenn eine Risikobewertung ergibt, dass sie Spurenstoffe signifikant einleiten.
  • Stand 2025: Die 4. Reinigungsstufe ist noch bei sehr wenigen Anlagen installiert. Obendrein ist zu berücksichtigen, dass es sehr unterschiedliche Auslegungen und Leistungsstufen gibt, z.B. Systeme nur mit Aktivkohle oder Ozonung mit Sandfilter, siehe Reinigungsstufe – Rückstände.
  • Wann Anlagen fertig werden, hängt stark von Planung, Baukapazität, Finanzierung und Genehmigungen ab.

➡️ Das Umweltbundesamt (UBA) informiert über die EU-Kommunalabwasserrichtlinie (KARL) und den Stand der Umsetzung in Deutschland. 
➡️ Einige Bundesländer veröffentlichen regionale Daten über Kläranlagen mit 4. Reinigungsstufe, den Bau- und Planungsstand, z.B. Baden-Württemberg
➡️ Die EU-Kommission veröffentlicht Informationen zur Urban Wastewater Treatment Directive (also auch zur neuen Richtlinie mit 4. Stufe). 

Anfrage zur 4. Reinigungsstufe – Resonanz: Ernüchternd!

Ich habe mehrere Kläranlagen in der Bodenseeregion, sowie die folgenden Institutionen um technische Informationen zur 4. Reinigungsstufe gebeten – jener Technologie, die bundesweit als entscheidender Schritt zur Reduktion von Spurenstoffen beworben und mit erheblichen öffentlichen Geldern gefördert wird. 
• KOMS – Kompetenzzentrum Spurenstoffe, Baden-Württemberg
• IWAR – Technische Uni. Darmstadt, Fachgebiet Abwassertechnik
• DWA – Deutsche Ver. für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall

Die Fragen waren klar formuliert: Welche Eliminationsraten werden bei folgenden Stoffen tatsächlich erreicht? Und welche Verfahren kommen konkret zum Einsatz?
• Mikroplastik
• Bakterien
• Viren
• Nanoplastik
• Chemikalien
• Pestizide
• PFAS
• Nitrate
• Hormone
• Pharmazeutika
• Schwermetalle
➡️ Siehe meinen Artikel ➔ Schadstoffe im Trinkwasser: Größen & Quellen

Die Resonanz? Ernüchternd: 2 Kläranlagen haben geantwortet – beide mit demselben Hinweis: Man möge sich an das KOMS wenden. Alle anderen schweigen geschlossen.
Dieses kollektive Schweigen überrascht mich nicht völlig, irritiert jedoch umso mehr. Denn ausgerechnet jene Kläranlagen in der Bodenseeregion, die bereits über praktische Erfahrung mit der 4. Reinigungsstufe verfügen und deren Ergebnisse für die Öffentlichkeit von hohem Interesse wären, scheinen wenig Bereitschaft zu haben, Einblick in die realen Leistungsdaten zu geben.

Dabei wäre Transparenz dringend nötig. Theoretisch beworbene Wirkungsgrade weichen häufig von der Praxis ab – wie das Beispiel der Ozonungsanlage mit nachgeschalteter Sandfiltration in Eriskirch zeigt, deren Leistungsfähigkeit heute vielerorts als nicht mehr ausreichend betrachtet wird. Gerade hier wären fachliche Einschätzungen der Betreiber besonders wertvoll. Dass öffentlich finanzierte Anlagen ausgerechnet dort am wenigsten Auskunft geben, wo Öffentlichkeit am nötigsten wäre, wirft Fragen auf.

219 Millionen Chemikalien – und wir kennen kaum ihre Folgen

Weltweit sind heute über 219 Millionen definierte chemische Substanzen registriert – ein gigantisches Archiv, das von der amerikanischen CAS REGISTRY (Chemical Abstracts Service) gepflegt wird.
Die frei zugängliche Version, CAS Common Chemistry zeigt davon nur einen winzigen Ausschnitt: rund 500.000 Stoffe. Der überwältigende Rest ist nur über lizenzpflichtige Profidatenbanken einsehbar.

Das Problem: Diese Zahl umfasst alles – von Industriechemikalien über kaum erforschte Nischenverbindungen bis hin zu theoretischen  Molekülstrukturen. Von der überwältigenden Mehrheit dieser Stoffe wissen wir fast nichts. Nichts über mögliche Wirkungen, Wechselwirkungen, und schon gar nicht über ihre Auswirkungen auf Umwelt und menschliche Gesundheit. Während also nur Bruchteile dieser Substanzen analysiert, getestet oder überhaupt verstanden sind, zirkulieren täglich neue Moleküle durch Industrie, Produkte, Lieferketten, Umwelt – und letztlich durch unseren Körper.

Wie Labore Schadstoffe finden

Man testet NICHT auf alle Stoffe — sondern sucht gezielt nach Problemstoffen

  • Es gibt nur einige Tausend chemische Verbindungen, die überhaupt relevant sind für:
    • Umweltverschmutzung
    • Gesundheit / Trinkwasserqualität
    • Industrie / Landwirtschaft
  • Stoffe, nach denen Labore gezielt suchen:
    • PFAS (z.B. PFOS, PFOA)
    • Pestizide (z.B. Glyphosat, Atrazin)
    • Medikamentenreste (z.B. Ibuprofen, Diclofenac)
    • Schwermetalle (z.B. Blei, Quecksilber)
    • Industriechemikalien (z.B. Benzol, Toluol)

Screening-Methoden können auch unbekannte Stoffe aufspüren — mit Einschränkungen!

  • Labore nutzen moderne Geräte wie: LC-MS/MS, GC-MS/MS, HRMS (Massenspektrometrie)
  • Diese Geräte können:
    • auffällige Peaks erkennen, auch wenn der Stoff unbekannt ist
    • „Fingerabdrücke“ der Moleküle finden
    • Hinweise auf mögliche unbekannte Strukturen liefern
  • ➡️ Theoretisch ist es also möglich, Stoffe zu entdecken, die nicht auf einer Suchliste stehen, ABER:
    • Nur ein kleiner Teil der Gewässer wird regelmäßig untersucht, sodass viele Stoffe nie oder erst sehr spät auffallen.
    • Selbst wenn man einen Schadstoff findet, ist er längst in der Umwelt — oft seit Monaten oder Jahren.
    • Häufig ist dann unklar, woher er stammt, wie lange er schon eingetragen wird und wie man ihn wieder entfernen kann.

Toxikologische Tests können Schäden finden — aber nicht alle und oft zu spät!

  • Ökologische Tests wie: Algenwachstumshemmung, Wirkung auf Wasserflöhe, Fischtoxizität, Zellkulturtests („bioassays“)
  • ➡️ Wenn ein Stoff im Wasser eine akute oder messbare Wirkung hat, kann man diese erkennen, ABER:
    • Viele Substanzen wirken erst bei Langzeitbelastung oder in Kombination mit anderen Stoffen.
    • Chronische oder sehr subtile Effekte (z. B. hormonelle Störungen, Kumulationseffekte, Veränderungen von Mikroorganismen) können Jahre oder sogar Jahrzehnte unentdeckt bleiben.

Umweltrelevant ist, was produziert, verwendet oder entsorgt wird

  • Das sind weltweit ≈ 350.000 Chemikalien, davon:
    • ~100.000 in den USA gelistet ~22.000 in der EU ~86.000 in China
    • Der Rest aus Kanada, Japan, Korea, Australien, OECD-Listen etc.
  • Der Rest: Die 219 Millionen CAS-Stoffe beinhalten theoretische Moleküle, Laborzwischenprodukte, computergenerierte Varianten aus Patenten, Enzyme, Polymere, Salze, Mixturen usw.
  • ABER: Auch wenn wir wissen, welche Stoffe in die Umwelt gelangen, bleibt offen, welche Wirkungen sie entfalten, z.B.
    • Wechselwirkungen mit anderen Stoffen oder Schadstoffen.
    • Akkumulation in Pflanzen/Tieren – und schließlich im Menschen.
    • Transformationen (z.B. Verstoffwechslung) in Pflanzen/Tieren – und schließlich im Menschen.

FAQ & Erklärungen

  • Belebtschlamm: entsteht in der 2. Stufe, wo Mikroorganismen das Abwasser reinigen.
  • Klärschlamm: entsteht in allen Reinigungsstufen. Wird anschließend verbrannt, entsorgt oder verwertet, z.B. Landwirtschaft.
  • Fällung: wandelt gelöste Stoffe in unlösliche Feststoffe.
  • Flockung: verklumpt diese Feststoffe zu größeren, absetzbaren Flocken.
  • „Deutlich reduzieren“ vs. „komplett raus“: „Deutlich“ bedeutet: spürbare Senkung, aber Restmengen bleiben.
  • Hartnäckigkeit von PFAS: Sie sind chemisch sehr stabil und wasserlöslich. Übliche Prozesse in der Biologie/Physik der Kläranlage greifen kaum.
  • Mikroplastik vs. Nanoplastik: Mikroplastik ist größer und haftet an Schlamm. Nanoplastik ist extrem klein und passiert leichter.

*1 So gelangen Schadstoffe in die Umwelt ➔ Sickerwasser

  • Durch Kanalisation (Transport zur Kläranlage/Sickergrube)
  • Durch Kläranlagen-Ablauf (Ablauf in fließende Gewässer)
  • Durch Klärschlamm (Ausbringung in Landwirtschaft & Verbrennung ➔ Atmosphäre ➔ Niederschlag)
  • Durch Landwirtschaft (Pestizide & Ausbringung Gülle/Mist)
  • Durch Müll (Deponie & Verbrennung ➔ Atmosphäre ➔ Niederschlag)
  • Durch Altlasten (im Boden)

  • Der Kläranlagen-Ablauf wird in Gewässer eingeleitet (meist ein Bach, Fluss, See oder Kanal)
  • Sobald der Ablauf im Gewässer ist, kommt es zu:
    • Verdünnung durch das Fließwasser
    • Abbauprozesse (biologisch, chemisch)
    • Sedimentation (Anlagerung an Schwebstoffe, Ablagerung am Boden)
    • Aufnahme durch Lebewesen (Bioakkumulation ➔ z. B. Pflanzen, Kleintiere, Fische)
  • Trotz Verdünnung können Wirkungen entstehen, etwa:
    • Hormonelle Effekte bei Fischen (durch Östrogene)
    • Veränderung der Mikroorganismen im Sediment
    • Förderung von Antibiotikaresistenzen *8
  • Eintrag ins Grundwasser: In durchlässigen Böden können Schadstoffe aus den Gewässern versickern.
  • Übertragung in Nahrungsketten
    • Schadstoffe können von Pflanzen, Kleintieren oder Fischen aufgenommen werden.
    • Dadurch gelangen sie indirekt über die Nahrungskette wieder zum Menschen.

    *2 Chemische Fällung

    Ein Stoff, der im Abwasser gelöst ist, wird durch eine chemische Reaktion in einen festen Stoff verwandelt. Dieser feste Stoff setzt sich ab und kann mit dem Klärschlamm entfernt werden. Beispiel:
    Im Abwasser steckt viel Phosphat (aus Urin, Waschmitteln, Lebensmitteln). Wenn man Eisen-/Aluminiumsalze dazugibt, reagieren sie mit dem Phosphat. Dabei entstehen feste Stoffe, die nicht mehr im Wasser gelöst sind. Diese winzigen Teilchen flocken zusammen und sinken auf den Boden. Dort werden sie mit dem Schlamm abgezogen.

    *3 Klärschlamm & Entsorgung

    • Klärschlamm entsteht, wenn im Abwasser feste und abbaubare Stoffe abgeschieden oder von Bakterien umgesetzt werden und enthält:
      • Organische Stoffe (z. B. Reste aus Fäkalien, Nahrung, Mikroorganismen)
      • Nährstoffe (Phosphor, Stickstoff)
      • Schadstoffe (z. B. Schwermetalle, Mikroplastik, Arzneimittelreste)
    • Nach der Abtrennung vom gereinigten Wasser durchläuft der Klärschlamm mehrere Schritte:
      • Eindickung: Wasser wird entfernt, der Schlamm wird zähflüssig.
      • Faulung: Bakterien bauen Teile der organischen Stoffe ab, wobei Biogas entsteht (kann zur Energiegewinnung genutzt werden).
      • Entwässerung: Der Schlamm wird mechanisch gepresst, um noch mehr Wasser zu entfernen.
      • Trocknung und Entsorgung oder Verwertung: Je nach Schadstoffgehalt wird der Schlamm unterschiedlich behandelt (siehe unten).
    • Gebundene Schadstoffe z.B. Schwermetalle wie Kupfer, Zink, Blei, Cadmium oder Quecksilber binden sich an feste Teilchen und bleiben im Klärschlamm zurück, verschwinden aber nicht.

    Entsorgung in Deutschland

    • Verbrennung (heute der Hauptweg):
      • Der getrocknete Schlamm wird in Spezialanlagen/Zementwerken verbrannt.
      • Dabei werden organische Rückstände zerstört, Schwermetalle bleiben in der Asche zurück.
      • Die Asche wird sicher deponiert oder dient künftig zur Phosphorrückgewinnung.
    • Landwirtschaftliche Nutzung (noch eingeschränkt erlaubt): *4
      • Früher wurde Klärschlamm häufig als Dünger auf Feldern ausgebracht, wegen des Phosphors.
      • Heute nur noch erlaubt, wenn der Schlamm niedrige Schadstoffwerte aufweist.
    • Deponierung (selten): Nur in Ausnahmefällen, wenn keine andere Verwertung möglich ist.
    • Zukunft – Phosphorrückgewinnung: Ab 2029 müssen größere Kläranlagen in Deutschland Phosphor aus Schlamm/Asche zurückgewinnen.

    *4 Landwirtschaftliche Ausbringung von Klärschlamm

    • Erlaubt, aber streng geregelt seit den 1990ern (Grenzwerte, Verbote in Schutzgebieten).
    • Seit 2017: Phosphor-Rückgewinnungspflicht ab 2029 (große Anlagen) und 2032 (mittlere Anlagen).
    • Folge: Ein Großteil der Klärschlämme (mit ≥ 2 % Phospor) geht in die Verbrennung mit anschließender P-Rückgewinnung.
    • Landwirtschaftliche Ausbringung deutlich reduziert, aber weiterhin möglich bei niedrigen Schadstoffgehalten.

    *5 Phosphat-/Stickstoffverbindungen

    Phosphat-/Stickstoffverbindungen werden in Kläranlagen entfernt, um Umweltbelastungen zu verhindern, insbesondere die Überdüngung von Gewässern.

    • Vermeidung von Überdüngung:
      • Phosphate-/Stickstoffverbindungen wirken als Nährstoffe für Algen und Wasserpflanzen ➔ gelangen zu viele in Gewässer, kommt es zu übermäßigem Algenwachstum.
      • Diese Algen sterben ab, werden abgebaut ➔ das verbraucht Sauerstoff ➔ Folge: Sauerstoffmangel bis hin zum Fischsterben und zum „Umkippen“ des Gewässers.
    • Schutz des Trinkwassers: Nitrat kann ins Grundwasser gelangen und ist in hohen Mengen gesundheitsschädlich.
    • Vermeidung giftiger Stoffe: Stickstoffverbindungen können zu Ammoniak umgewandelt werden, das für Wasserorganismen giftig ist.

    Typische Phosphatverbindungen

    • Orthophosphate z.B. im Abwasser als Endprodukt biologischer Abbauprozesse. Quelle: Lebensmittelreste, Fäkalien, Wasch- & Reinigungsmittel
    • Hydrogen-/Dihydrogenphosphate z.B. in vielen Haushalts-/Industriestoffen. Quelle: Spülmittel, Enthärter, Lebensmittelzusatzstoffe (z. B. als Säureregulatoren)
    • Polyphosphate Quelle: Waschmittel, Geschirrspülmittel, Industrieprozessen
    • Ammonium-/Kaliumphosphate z.B. aus Düngemitteln. Quelle: Landwirtschaft
    • Phosphate z.B. in Lebensmitteln wie Schmelzkäse, Wurst, Cola, Backtriebmittel. Quelle: E338–E341, E450–E452

    Typische Stickstoffverbindungen

    • Anorganisch
      • Ammonium/Ammoniak Quelle: Urin, Fäkalien, Zersetzung von Proteinen. Industrie: Reinigungsmittel, Kühlanlagen
      • Nitrit Zwischenprodukt bei biologischen Abbauprozessen. Quelle: Abwasser aus Tierhaltung, Industrie
      • Nitrat Quelle: Landwirtschaft (Düngemittel), Kläranlagen
    • Organisch
      • Harnstoff Quelle: Urin, wird in Kläranlagen zu Ammonium abgebaut
      • Aminosäuren & Proteine Quelle: Lebensmittel, Küchenabfälle, Fäkalien
      • Amine Quelle: Kosmetika, pharmazeutische Produkte, Farbstoffindustrie

    *6 Ozonung ersetzt keine zuverlässige Desinfektion

    • Ozonung allein reicht nicht um Krankheitserreger / antibiotikaresistente Keime *8 sicher zu entfernen.
    • Ozonung ist dafür ausgelegt, organische Spurenstoffe aufzubrechen und bestimmte Mikroverunreinigungen zu oxidieren.

    Ozonung wirkt auch antimikrobiell, aber nicht vollständig / nicht konstant / nicht normgerecht, weil:

    • Ozonungsanlagen in Kläranlagen werden nicht auf „Desinfektion“ ausgelegt
      • Die eingesetzte Ozonmenge ist für die Oxidation von Spurenstoffen optimiert – nicht für das sichere Abtöten von Keimen.
      • Die Kontaktzeiten sind zu kurz für eine zuverlässige mikrobiologische Eliminierung.
    • Bakterien in Partikeln / Biofilmen sind sehr ozonresistent
      • Viele Keime sitzen in kleinen Partikeln oder Flocken.
      • Ozon kann Partikel nicht vollständig durchdringen.
    • Ozon wirkt nicht zuverlässig gegen Viren
      • Bestimmte Viren sind deutlich ozonresistenter.
      • UV hingegen inaktiviert Viren sehr effizient.
    • Antibiotikaresistenzen *8 bleiben oft erhalten
      • Ozon tötet manche Bakterien ab, aber Resistenzgene (DNA/RNA) können weiterhin im Ablauf nachweisbar sein.
      • Eine echte Desinfektion nach Trinkwasserstandard findet nicht statt.
    • Empfehlung von Fachinstitutionen: Desinfektion! Ozonung verbessert die Wasserqualität, aber ersetzt keine Desinfektionsstufe.

    Entfernung von Keimen – gelingt nur mit klassischen Verfahren:

    • UV-Desinfektion *7 (derzeit die am meisten verwendete und wirksamste Methode)
    • Chlorung
    • Ultrafiltration / Membranen
    • Ozonung + biologischer Nachfilter (aber nur begrenzt)

    *7 UV-Desinfektion

    UV-Desinfektion ist kein Standard in der kommunalen Abwasserbehandlung, wird aber in wenigen Kläranlagen eingesetzt.

    • UV-Desinfektion ist ein etabliertes, physikalisches Verfahren zur inaktivierung von Mikroorganismen im Ablauf gereinigter Abwässer.
    • Sie wird seit den 1970er/1980er Jahren zur Desinfektion in Kläranlagen angewendet.
    • UV-Desinfektion ersetzt oft chemische Verfahren wie Chlorung, die aus Umweltschutzgründen kaum noch eingesetzt werden.
    • UV-Desinfektion wird eingesetzt, wo die mikrobiologische Qualität des Abwassers für Badegewässer, Trinkwasserentnahmen oder empfindliche Gewässerabschnitte wichtig ist.

    Ein flächendeckender Ausbau der UV-Desinfektion ist nicht geplant.
    Der Einsatz erfolgt weiterhin standort-/bedarfsabhängig auf Grundlage lokaler Anforderungen und Gewässerbelastungen.

    UV-Desinfektion löst das Antibiotika-/Resistenzproblem nur teilweise

    • UV-Desinfektion ist sehr wirksam gegen vermehrungsfähige Bakterien, ABER:
      • Antibiotikarückstände werden durch UV nur unzureichend oder gar nicht abgebaut
      • Resistenzgene (ARGs Antibiotic Resistance Genes) können:
        • inaktivierte, aber zellfreie DNA überdauern
        • durch horizontalen Gentransfer *9 weiterhin in Umweltbakterien aufgenommen werden
    • UV kann Bakterien in einen VBNC-Zustand (viable but non-culturable = Ruhemodus) überführen, wodurch ihr Resistenzpotenzial weiterhin relevant bleibt.
    • ➡️ UV reduziert infektiöse Keime, aber nicht zuverlässig die Resistenzlast.

    Kosten-Nutzen-Abwägung bei flächendeckendem Einsatz

    • Hoher Energiebedarf (UV-Strahler, Wartung)
    • Zusätzliche Betriebskosten
    • Geringer zusätzlicher Nutzen in wenig belasteten Regionen
    • ➡️ In der Wasserwirtschaft gilt das Prinzip: „So viel Hygiene wie nötig – nicht so viel wie möglich.“

    *8Antibiotikaresistenzen ➔ größte globale Gesundheitsbedrohung 

    Die WHO stuft Antibiotikaresistenzen als eine der größten globalen Gesundheitsbedrohungen ein.
    ➡️ Mehr dazu in meinem nächsten Blog-Artikel: Superkeime und Antibiotikaresistenzen

    Kläranlagen & Antibiotikaresistenzen

    Der Kläranlagen-Ablauf gilt heute als ein relevanter, aber nicht dominanter Faktor für die Entstehung / Verbreitung von Antibiotikaresistenzen. Im Abwasser kommen drei Probleme zusammen:

    • Antibiotika-Reste aus Humanmedizin, Tierhaltung, Kliniken
    • Resistente Bakterien aus dem menschlichen / tierischen Darm
    • Resistenzgene (ARGs) frei im Wasser oder in Bakterien

    ➡️ Diese Kombination kann Selektionsdruck erzeugen ➔ hohe Bakteriendichte = idealer Gen-Austausch ➔ fördert horizontalen Gentransfer *9

    • Primäre Entstehung klinisch relevanter Resistenzen passiert überwiegend
      • im menschlichen / tierischen Darm
      • in Krankenhäusern
      • in der intensiven Tierhaltung

    ➡️ Kläranlagen können antibiotikaresistente Bakterien und Resistenzgene stabilisieren, fördern und in der Umwelt verbreiten.

    *9Horizontaler Gentransfer (HGT)

    ist die Übertragung von Genen zwischen Organismen, die nicht über die Fortpflanzung (Eltern➔Kind) sondern „quer“ innerhalb einer Generation oder zwischen verschiedenen Arten erfolgt. 

    • Resistenzen können einfach übernommen werden.
    • Resistenzgene können sich innerhalb kurzer Zeit in vielen Bakterien verbreiten.
    • Das beschleunigt die Entstehung multiresistenter Keime erheblich.


    DOKU-Tipps:     Die Reihenfolge ist keine Wertung. Weitere DOKU-Tipps 🔗 Trinkwasser: ▶️ Videos / ℹ️ Infos

    ▶️ Technische Universität Darmstadt: Möglichkeiten und Grenzen der 4. Reinigungsstufe – Wie sauber ist unser Wasser wirklich? Prof. Dr. Susanne Lackner, erläutert, wie konventionelle Kläranlagen arbeiten, was eine 4. Reinigungsstufe mit Ozonierung oder Aktivkohlefiltration leisten kann und welche Schadstoffe sich entfernen lassen.
    ▶️ Kompetenzzentrum Spurenstoffe BW: Wasserfachtage 4. Reinigungsstufe – Dr.-Ing. Marie Launay: Gezielte Spurenstoffelimination auf kommunalen KLäranlangen – Stand, Ergebnisse, Nutzen, Ausblick 
    ▶️ ZDF-Planet e: Problemflut Abwasser – Gelöste Spurenstoffe aus Arzneimitteln, Mikroplastik und Chemikalien aus Reinigungsmitteln, feuchte Toilettentücher, bedenklichen Farbstoffen – die Menge der ins Abwasser eingetragenen Stoffe nimmt zu. Die Folgen sind meist unbekannt.
    ℹ️ ZDF: Klärwerke müssen nachgerüstet werden – Fachleute sind sich einig, dass die meisten der kommunalen Klärwerke nachgerüstet werden müssen, mit einer 4. Reinigungsstufe. Der Bundesverband der Energie- & Wasserwirtschaft rechnet mit Gesamtkosten von 36 Milliarden Euro bis zum Jahr 2045.
    ▶️ ARD-NANO Magazin: Giftstoffe im Rhein: Millionen Menschen trinken belastetes Wasser – Trotz modernster Wasseraufbereitung sind Kläranlagen überfordert. Das Rheinwasser ist mit rund 20.000 Chemikalien und giftigen Rückständen belastet.
    ▶️ ARD-Terra X: Ist zu viel Abwasser in unserem Trinkwasser? – „Unser Trinkwasser ist sauber“ – zumindest denken das etwa 90 Prozent der Deutschen. Aber auch Rückstände aus unserem Abwasser finden ihren Weg ins Trinkwasser.
    ▶️ ARD-Markt: Mikroplastik: Trinkwasser in Gefahr? – Plastikmüll vergiftet unsere Umwelt. Mikroplastik findet sich im Abwasser. Kläranlagen filtern diese oft nur unzureichend heraus. Experten warnen, unser Trinkwasser sei in Gefahr. Markt hat Wasserproben genommen und untersuchen lassen – mit einem alarmierenden Ergebnis.
    ▶️ NDR-Panorama 3: Klärschlamm: Kein Platz mehr für den letzten Dreck – Seit der neuen Düngeverordnung haben Kommunen in Niedersachsen große Probleme, ihren Klärschlamm loszuwerden. Es fehlt an Verbrennungsanlagen und Lagermöglichkeiten.

    Umweltbundesamt
    ℹ️     Klärschlammentsorgung in Deutschland – Schwermetalle, Arzneimittelrückstände, Kunststoffreste: Klärschlamm aus der Abwasserbehandlung enthält viele Schadstoffe. Infos zu Entsorgungswegen und zum Stand der Klärschlammbehandlung/-verwertung.
    ℹ️ Arzneimittel in der Umwelt – Wirkstoffe in Arzneimitteln sind biologisch hochaktive Stoffe, die nach der Einnahme oft unverändert ausgeschieden werden, in die Umwelt gelangen und dort unerwünschte Wirkungen auf Tiere und Pflanzen haben können.
    ℹ️ PFAS in der Umwelt

    ℹ️ Mein Artikel: Schadstoffe im Trinkwasser: Größen & Quellen


    FAZIT:     Die 4. Reinigungsstufe ist ein längst überfälliger und zugleich dringend notwendiger Schritt. Auch wenn das Sprichwort „Lieber spät als nie“ zutrifft, werden die positiven Effekte erst kommende Generationen spüren.

    Sie wird notwendig, weil konventionelle Kläranlagen viele Schadstoffe nicht ausreichend entfernen können. Diese Stoffe gelangen über den Kläranlagenablauf in Gewässer, wo sie Tiere & Pflanzen schädigen können – und letztlich auch uns Menschen, sei es über die Nahrungskette oder durch belastetes Grund-/Trinkwasser, einschließlich abgefülltem Mineralwasser.

    • Die 4. Reinigungsstufe
      • wirkt geografisch nur begrenzt, im Wesentlichen innerhalb der EU.
      • reduziert Schadstoffeinträge erst ab dem Zeitpunkt ihrer Inbetriebnahme – vielfach erst in Jahren bis Jahrzehnten.
      • entfernt Umweltbelastungen nur teilweise, je nach Auslegung, Leistungsfähigkeit und Wartungszustand der Anlage.
    • Eine 4. Reinigungsstufe in Deutschland
      • beseitigt keine Schadstoffe, die bereits über Jahrzehnte hinweg in die Umwelt gelangt sind.
      • verhindert nicht die Freisetzung persistenter Stoffe wie PFAS, Nanoplastik oder gelöster Schwermetalle.
      • stoppt keine Umweltverschmutzung in anderen Weltregionen, aus denen auch unsere Lebensmittel stammen.
      • stoppt nicht die weitere Migration von Schadstoffen ins Grundwasser, etwa aus Klärschlamm, Landwirtschaft, Deponien/ Müllverbrennung oder Altlasten im Boden.

    Die 4. Reinigungsstufe verbessert das Abwassers ➔ nicht die Trinkwasser-Qualität!

    • Problem beim Leitungswasser
      • Alte Rohre im öffentlichen Netz können Metalle freisetzen (z.B. Blei, Kupfer).
      • Hausinstallationen: Leitungen / Armaturen können Stoffe freisetzen (z.B. Weichmacher aus Kunststoffleitungen, Metalle aus Armaturen).
      • Biofilme: In stehendem Wasser in Leitungen / Anlagen können sich Biofilme bilden, die Bakterienwachstum begünstigen.
    • Problem bei abgefüllten Getränken, einschließlich Mineralwasser
      • Verunreinigungen des Grundwassers: Schadstoffe  können bereits vorhanden sein.
      • Einflüsse durch Abfüll-/Verarbeitungsanlagen: Stoffe können aus technischen Anlagen in das Getränk gelangen, z.B. Mineralölrückstände.
      • Verpackungen/Beschichtungen: Kunststoff-Flaschen, Dosen oder Innenbeschichtungen können Stoffe abgeben.

    Tests können Schadstoffe finden ➔ aber nicht alle und oft zu spät!

    • Nur ein kleiner Teil der Gewässer wird regelmäßig untersucht. Viele Stoffe fallen nie oder erst sehr spät auf.
    • Selbst wenn man einen Schadstoff findet, ist er längst in der Umwelt — oft seit Monaten oder Jahren.
    • Häufig ist dann unklar, woher er stammt, wie lange er schon eingetragen wird und wie man ihn entfernen kann.
    • Viele Stoffe wirken erst bei Langzeitbelastung oder in Kombination, z.B.
      • Wechselwirkungen mit anderen Stoffen/Schadstoffen.
      • Akkumulation in Pflanzen/Tieren – und schließlich im Menschen.
      • Transformationen in Pflanzen/Tieren – und schließlich im Menschen.


    Hinweis:     Dieser Artikel wurde von einem Ernährungsberater verfasst und dient ausschließlich allgemeinen Informationszwecken. Er ersetzt keine ärztliche Beratung, Diagnose oder Behandlung und stellt keine Therapie dar.
    Medizinischer Disclaimer
    Ärztlicher Hinweis: Vor eigenmächtigen Anwendungen oder Einnahmen sollte ein Arzt konsultiert werden, um Risiken sowie Neben- oder Wechselwirkungen – z. B. mit Medikamenten – auszuschließen.