Schwermetalle aus Regenwasser filtern

Thorsten Schmitz vom Fachbereich Energie – Gebäude – Umwelt erhält Rolf-Pecher-Preis


Münster/Steinfurt (20. Oktober 2017). Wenn es regnet und das Wasser über Dächer, Rinnen und Böden abfließt, landet es letztlich zusammen mit Schwermetallen – wie zum Beispiel Zink und Kupfer – in einem Gewässer. Die beiden Schwermetalle werden zum Beispiel für die Herstellung von Dachrinnen oder zur Eindeckung von Dächern verwendet. Doch in Deutschland sind die Oberflächengewässer zu stark mit Zink und Kupfer belastet: In NRW weisen 24 Prozent der Gewässerlänge zu hohe Zinkkonzentrationen auf, beim Kupfer sind es acht Prozent. Damit werden die Grenzwerte der EG-Wasserrahmenrichtlinie überschritten. Wie also lassen sich Zink und Kupfer aus dem Regenwasser herausfiltern? Das hat Thorsten Schmitz vom Fachbereich Energie – Gebäude – Umwelt der FH Münster in seiner Masterarbeit untersucht und dafür den mit 2.500 Euro dotierten Rolf-Pecher-Preis 2017 erhalten.

„Es gibt verschiedene Substrate, wie zum Beispiel Eisenhydroxid. Damit reagiert Blei und Zink, wodurch sich die Konzentration der Schadstoffe im Wasser reduziert. Diese Rückhaltewirkung verschiedener Substrate habe ich analysiert“, sagt Schmitz. Zunächst ging es darum, herauszufinden, welche Substrate überhaupt geeignet sind. „Das gelingt durch Schüttelversuche. Dabei bringe ich Substrat und Schadstoff durch Schütteln in Kontakt zueinander und analysiere dann, wie hoch die verbleibende Konzentration der Schadstoffe ist“, so der wissenschaftliche Mitarbeiter. Ist sie gering, könnte das Substrat geeignet sein. Ist sie hoch, kommt es nicht infrage.

„Im zweiten Schritt habe ich Säulenversuche durchgeführt. Dabei werden die Substrate in eine Filtersäule eingebracht. Die Säule durchströmt Wasser von unten nach oben. Abhängig vom verwendeten Substrat, konnten die Schwermetalle herausgefiltert werden.“ Bei Eisenhydroxid habe das beispielsweise gut funktioniert.

Ziel der Filtration von Oberflächenabflüssen ist es, Partikel, die an Schwermetalle gebunden sind, zurückzuhalten. Das gilt aber auch für Anteile dieser Schwermetalle, die gelöst vorliegen. Hier versagen konventionelle Methoden, sagt Prof. Dr. Helmut Grüning, Betreuer der Masterarbeit. „Kritisch sind neben Zink und Kupfer auch noch andere Schwermetalle in Oberflächenabflüssen, die letztlich in die Nahrungskette gelangen können. Quecksilber zählt zum Beispiel dazu – das hat Thorsten Schmitz aber nicht untersucht.“ Grundsätzlich sei die Regenwasserfiltration wirkungsvoll, aber auch noch vergleichsweise aufwendig, so der Experte für Wasserversorgung und Entwässerungstechnik. „Wir müssen effiziente und langfristig betriebsstabile Systeme entwickeln, nicht zuletzt wegen der EG-Wasserrahmenrichtlinie“, sagt Grüning, „denn schließlich halten wir diese nicht ein.“ Ziel sei es, einen guten Zustand für alle Gewässer zu erreichen. „Doch davon sind wir leider oft noch weit entfernt.“


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