Sauberes Wasser beginnt an der Quelle. Warum die Behandlung von Mikroschadstoffen aus dem Gesundheitswesen vor der Verdünnung eine größere Rolle in unserer Wasserstrategie verdient.

Wenn wir über Arzneimittelrückstände und andere Mikroschadstoffe im Wasser sprechen, richtet sich die Diskussion schnell auf Kläranlagen.

Und das aus gutem Grund.

Kommunale Kläranlagen verarbeiten jeden Tag enorme Mengen Abwasser. Zusätzliche Behandlungstechnologien werden eine wichtige Rolle bei der Verringerung von Mikroschadstoffen aus Haushalten, Gesundheitswesen, Industrie und vielen anderen Quellen spielen.

Doch bevor wir all unsere Anstrengungen auf das Ende der Abwasserkette richten, sollten wir eine Frage stellen:

„Wenn wir wissen, woher ein Schadstoff stammt, warum warten wir dann, bis er in Millionen Litern Wasser verdünnt ist, bevor wir versuchen, ihn zu entfernen?“

Diese Frage ist besonders für Gesundheitseinrichtungen wie Krankenhäuser relevant.

Ein Krankenhaus ist nicht eine einzige Abwasserquelle

Krankenhäuser werden oft so dargestellt, als wären sie eine einzige Quelle der Arzneimittelbelastung. Das sind sie nicht.

Ein Krankenhaus besteht aus hochspezialisierten Abteilungen mit jeweils sehr unterschiedlichen Patientengruppen, Behandlungen und Abwasserprofilen. Gleichzeitig benötigt ein erheblicher Teil des Krankenhausabwassers überhaupt keine krankenhausspezifische Behandlung. Wasser aus Personaltoiletten und Umkleiden, Küchen, Kühlsystemen, Sterilisationsabteilungen und vielen anderen allgemeinen Bereichen ist oft mit gewöhnlichem häuslichem Abwasser vergleichbar – oder enthält sogar weniger relevante pharmazeutische Verunreinigungen.

Alle diese Wasserströme zu behandeln, nur weil sie aus einem Krankenhaus stammen, bedeutet daher, sehr große Wassermengen zu behandeln, die für die eigentliche Herausforderung der Mikroschadstoffe aus dem Gesundheitswesen kaum relevant sind.

Der Unterschied zu bestimmten klinischen Abteilungen kann erheblich sein. Abwasser aus Radiologie, Onkologie, Intensivstation oder Nuklearmedizin kann Stoffe in Konzentrationen und Kombinationen enthalten, die sonst im Krankenhaus kaum vorkommen – und manchmal auch außerhalb kaum irgendwo.

So entstehen Hotspots innerhalb des Krankenhauses selbst.

An diesen Hotspots können relativ kleine und klar identifizierbare Abwasserströme hohe Konzentrationen bestimmter Stoffe enthalten. Kontrastmittel, Antibiotika, Zytostatika und Radionuklide sind Beispiele dafür.

Das verändert die Logik der Abwasserbehandlung: Statt das gesamte Krankenhauswasser zu behandeln, weil ein kleiner Teil davon hochrelevant ist, können wir die relevanten Ströme identifizieren und behandeln, bevor sie mit allen anderen vermischt und verdünnt werden.

Verdünnung ist keine Entfernung

Sobald diese Stoffe die betreffende klinische Abteilung verlassen, vermischen sie sich mit wesentlich größeren Wasserströmen des Krankenhauses – von denen viele keine spezifische gesundheitsbezogene Verunreinigung enthalten, die eine zusätzliche Behandlung erfordert. Nach dem Verlassen des Krankenhauses folgt eine weitere Verdünnung in der kommunalen Kanalisation.

Nach dem Verlassen des Krankenhauses vermischen sie sich mit kommunalem Abwasser und werden noch weiter verdünnt. Bis sie eine Kläranlage erreichen, ist der ursprüngliche Krankenhausstrom nur noch ein winziger Bruchteil eines viel größeren Volumens.

Der Schadstoff ist nicht verschwunden. Wir haben Wasser hinzugefügt, und selbst in geringen Konzentrationen haben diese Schadstoffe Auswirkungen auf die Umwelt. Große Wassermengen sind unerwünscht, weil die Behandlungsinfrastruktur weitgehend vom zu verarbeitenden Wasservolumen bestimmt wird. Zugleich wirkt die Verdünnung einer effizienten Behandlung entgegen: Je stärker Zielstoffe verdünnt sind, desto schwieriger wird in der Regel ihre selektive Entfernung.

An der Quelle gilt das Gegenteil: hohe Konzentration, kleines Volumen, bekannte Herkunft.

Das sind attraktive Bedingungen für eine gezielte Behandlung.

Nicht jedes Kilogramm ist gleich

Es gibt ein weiteres Problem, wenn man nur die gesamte Arzneimittelfracht betrachtet.

Krankenhäuser machen einen relativ begrenzten Anteil an der Gesamtmenge der Arzneimittelrückstände aus, die ins Abwasser gelangen. Doch dies ist ein Durchschnittswert über alle pharmazeutischen Schadstoffe hinweg, der verdeckt, was tatsächlich geschieht. Verschiedene Substanzen haben sehr unterschiedliche Umwelteigenschaften.

Persistenz ist entscheidend. Ökotoxizität ist entscheidend. Die mögliche Entwicklung antimikrobieller Resistenzen ist entscheidend. Und ebenso entscheidend ist, ob eine Substanz durch konventionelle oder weitergehende Abwasserbehandlung tatsächlich wirksam entfernt werden kann.

Ein Kilogramm eines Arzneistoffs ist nicht automatisch ökologisch gleichwertig mit einem Kilogramm eines anderen.

Bei einigen Spezialarzneimitteln entfällt auf Krankenhäuser ein deutlich größerer Anteil der Emissionen ins Abwasser, als die durchschnittliche Arzneimittel-Massenbilanz vermuten lässt – in manchen Fällen sind sie faktisch die dominierende Quelle. Kontrastmittel sind ein deutliches Beispiel dafür.

Statt also nur zu fragen:

„Welcher Anteil aller Arzneimittelrückstände stammt aus Krankenhäusern?“

sollten wir auch fragen:

„Welche Substanzen entstehen hier, in welchen Konzentrationen, welche Risiken stellen sie dar und wo können wir sie am wirksamsten entfernen?“

Daraus ergibt sich eine ganz andere Wasserstrategie.

Das richtige Wasser behandeln, nicht einfach mehr Wasser

Diese Unterscheidung ist auch wirtschaftlich bedeutsam.

Vergleicht man Technologien zur Abwasserbehandlung allein anhand der Kosten pro behandeltem Kubikmeter, sind große zentrale Anlagen klar im Vorteil. Sie verarbeiten enorme Mengen und profitieren von Skaleneffekten. Doch Kubikmeter sind nicht unbedingt die richtige Einheit für jede Umweltmaßnahme.

Stellen Sie sich vor, Sie behandeln einen kleinen Abwasserstrom mit einer hohen Konzentration eines bestimmten Arzneistoffs. Die Kosten pro Kubikmeter mögen relativ hoch erscheinen.

Entfernt diese Maßnahme jedoch den Großteil der Zielsubstanz vor der Verdünnung, könnten die relevanten Kennzahlen stattdessen lauten: Kosten pro entferntem Kilogramm, Kosten pro vermiedenem Umweltrisiko oder Kosten pro Kilogramm zurückgewonnenen Wertstoffs.

Aus dieser Perspektive betrachtet, stellt sich die Behandlung an der Quelle ganz anders dar.

Zentrale Behandlung oder Behandlung an der Quelle? Beides.

Dies ist kein Argument gegen eine weitergehende Behandlung in kommunalen Kläranlagen. Ziel sollte nicht sein, jeden Liter Wasser so intensiv wie möglich zu behandeln, sondern die richtige Behandlung auf den richtigen Wasserstrom am richtigen Ort anzuwenden.

Diffuse Arzneimittelemissionen erfordern zentrale Lösungen. Zu Hause eingenommene Medikamente gelangen beispielsweise in Tausende oder Millionen einzelner Toiletten. Jeden Haushalt separat zu behandeln, wäre offensichtlich wenig sinnvoll.

Bei Hotspots im Gesundheitswesen ist das anders. Wir wissen, wo die Substanzen verabreicht werden. Wir wissen oft ungefähr, wann sie ausgeschieden werden. Wir wissen, welche Patientengruppen sie erhalten.

Und in vielen Fällen können wir einen relativ kleinen Abwasserstrom identifizieren, bevor er sich mit allem anderen vermischt.

Warum sollten wir diesen Vorteil bewusst aufgeben?

Die wirksamste Wasserstrategie der Zukunft muss sich daher nicht zwischen zentraler und dezentraler Behandlung entscheiden.

Sie kann beides nutzen.

Diffuse Verschmutzung verlangt nach zentraler Behandlung. Konzentrierte und identifizierbare Hotspots verlangen nach Behandlung an der Quelle.

Der Patient kann Teil der Lösung werden

Die Behandlung an der Quelle eröffnet zudem eine interessante neue Perspektive: Der Patient muss kein passiver Teil der Abwasserkette sein.

Nach vielen Behandlungen wird ein erheblicher Teil der verabreichten Substanzen in den ersten Stunden nach der Verabreichung ausgeschieden.

Bei stationären Patienten können diese ersten Urinfraktionen im Rahmen der normalen klinischen Abläufe aufgefangen werden.

Für ambulante Patienten könnte eine verantwortungsvolle Mitwirkung mitunter überraschend einfach sein: etwas länger im Krankenhaus bleiben und vor dem Verlassen eine dafür vorgesehene Filtertoilette benutzen.

Patienten befolgen bereits Anweisungen vor und nach medizinischen Eingriffen. Sie erscheinen nüchtern, setzen Medikamente vorübergehend ab, trinken zusätzlich Wasser oder befolgen Verhaltensanweisungen nach der Behandlung.

Warum sollte die verantwortungsvolle Nutzung einer dafür vorgesehenen Toilette nicht ebenfalls ein normaler Bestandteil nachhaltiger Gesundheitsversorgung werden?

Mit dem richtigen Ablauf können Patienten selbst zu saubererem Wasser beitragen.

Von der Entsorgung zur Rückgewinnung von Ressourcen

Substanzen konzentriert zu halten, hat einen weiteren Vorteil: Was wir heute als Abfall auffangen, könnte morgen eine Ressource sein.

Das Gesundheitswesen ist auf wertvolle und teils strategisch wichtige Rohstoffe angewiesen.

Iod wird in großem Umfang in Röntgenkontrastmitteln eingesetzt. Gadolinium wird in MRT-Kontrastmitteln verwendet. Die Nuklearmedizin ist auf zunehmend wichtige Produktionsketten für Radionuklide angewiesen.

Sind diese Stoffe erst einmal im kommunalen Abwasser verdünnt, wird eine sinnvolle Rückgewinnung äußerst schwierig.

Fängt man sie jedoch nahe der Quelle auf, ergibt sich eine andere Möglichkeit.

Durch Filtration lassen sich Zielsubstanzen in handhabbaren Medien konzentrieren. Das macht eine Rückgewinnung heute nicht automatisch wirtschaftlich, schafft aber eine wesentliche erste Voraussetzung für künftige Kreislaufwirtschaft: Wertvolle Stoffe nicht verdünnen, bevor man versucht, sie zurückzugewinnen.

Klein anfangen. Dann skalieren.

Glücklicherweise müssen wir für die Behandlung an der Quelle nicht ein ganzes Krankenhaus umbauen. Genau darin liegt ihre Stärke.

Beginnen Sie mit einem identifizierbaren Hotspot. Messen. Lernen. Standardisieren.

Erweitern Sie dann auf eine weitere Abteilung, ein weiteres Krankenhaus und eine weitere Substanz.

Mit zunehmender Verbreitung lassen sich die Anlagen effizienter herstellen, die Installation wird standardisiert, die Filterlogistik verbessert sich, das Monitoring wird einfacher und Krankenhäuser müssen den Business Case nicht mehr für jedes einzelne Projekt neu erfinden.

Der Wandel kann daher schrittweise statt über große Infrastrukturprojekte erfolgen. Und genau das könnte das Gesundheitswesen brauchen.

Wasserqualität beginnt vor der Kanalisation

Jahrzehntelang beruhte die Abwasserwirtschaft weitgehend darauf, zunächst alles zu sammeln und später zu behandeln.

Für viele Schadstoffe ist das nach wie vor völlig logisch. Aber nicht für alle.

Wenn wir wissen, wo eine problematische Substanz in den Wasserkreislauf gelangt, wenn sie in hoher Konzentration vorliegt und wenn sie aus einem relativ kleinen, kontrollierten Strom aufgefangen werden kann, sollten wir zumindest erwägen, sie genau dort zu entfernen.

Denn manchmal besteht der klügste Weg, etwas aus Millionen Litern Wasser zu entfernen, darin, dafür zu sorgen, dass es gar nicht erst in diese Millionen Liter gelangt.

Sauberes Wasser beginnt an der Quelle.