Wie lassen sich Schadstoffe aus dem Trinkwasser entfernen, die kaum abbaubar sind und sich in der Umwelt anreichern? Diese Frage gewinnt angesichts verschärfter EU-Grenzwerte zunehmend an Bedeutung. Besonders im Fokus stehen die sogenannte „Ewigkeitschemikalien“ PFAS (d.h. per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen), die als gesundheitlich bedenklich gelten und die Wasserversorgung zunehmend vor technische und finanzielle Herausforderungen stellen. Zum Trinkwassertag 2026 richtet sich der Blick deshalb auch auf innovative Forschungsansätze.
Wasserreinigung mit elektrischer Spannung
Im Exzellenzcluster „BlueMat – Water-Driven Materials“ entsteht derzeit ein entsprechender Ansatz an der Technischen Universität Hamburg. Prof. Mathias Ernst und sein Team am Institut für Wasserressourcen und Wasserversorgung erforschen neuartige Materialsysteme, die Schadstoffe gezielt aus dem Wasser entfernen können. Statt sie nur zurückzuhalten, sollen sie selektiv aus dem Wasser entfernt werden.
Grundlage ist die sogenannte „Elektrosorption“: Dabei werden elektrisch leitfähige Materialien durch eine angelegte Spannung aktiviert und können gelöste Schadstoffe wie PFAS oder Schwermetalle gezielt aus dem Wasser binden. Diese werden anschließend in einer konzentrierten Lösung angereichert, in der sie effizient weiterbehandelt oder zerstört werden können.
Ernst und sein Team sind noch auf der Suche nach geeigneten Materialien für dieses Verfahren und testen derzeit kohlenstoffbasierte Schäume sowie nano- und mikroporöse Strukturen aus Gold und Silicium.
Effizient und ressourcenschonend
Ziel des BlueMat-Forschungsprojekts ist die Entwicklung nachhaltiger Alternativen zu bestehenden Verfahren. PFAS werden derzeit vor allem mit Aktivkohle aus dem Wasser entfernt. Diese muss regelmäßig ersetzt werden und stammt aus ressourcenintensiven Quellen wie Holz oder Kokosnussschalen. Das Verfahren ist daher kostenintensiv und nur bedingt nachhaltig. Zudem stößt es insbesondere bei kurz- und mittelkettigen PFAS an seine Grenzen.
Hier könnten elektrosorptive Materialsysteme einen wichtigen Beitrag leisten. „Ein großer Vorteil ist auch, dass die Betriebskosten sehr gering sind. Wir setzen keine hohen elektrischen Ströme ein, dadurch ist das Verfahren insgesamt sehr nachhaltig – insbesondere, wenn es mit grünem Strom betrieben wird“, sagt Prof. Mathias Ernst.
30 Jahre DVGW-Forschungszentrum
Passend dazu feiert das DVGW-Forschungszentrum an der TU Hamburg, das am Institut von Prof. Mathias Ernst angesiedelt ist, in diesem Jahr sein 30-jähriges Bestehen. Seit drei Jahrzehnten verbindet das Zentrum wissenschaftliche Expertise mit praxisorientierter Ingenieurarbeit, um eine nachhaltige und sichere Trinkwasserversorgung zu gewährleisten. In den Laboren werden Wasserqualitäten untersucht und innovative Verfahren zur Wasseraufbereitung entwickelt. Aktuelle Forschungsprojekte befassen sich unter anderem mit der Nitratentfernung, der Bewertung von Antiskalanten in der Umkehrosmose sowie der Stabilisierung mikrobiell gesteuerter Prozesse zur Entfernung von Mangan und Ammoniak. Durch die enge Verzahnung von Forschung und Praxis trägt das DVGW-Forschungszentrum kontinuierlich zur Weiterentwicklung der Trinkwasseraufbereitung bei und leistet einen wichtigen Beitrag zur Versorgungssicherheit in Norddeutschland und darüber hinaus.
