Räumliche und zeitliche Variabilität und Verteilung neu auftretender Schadstoffe in südafrikanischen Süß- und Abwässern

Verborgene Chemikalien im alltäglichen Wasser

Wenn Sie ein Glas Leitungswasser einschenken oder über einen Stausee oder Fluss blicken, ist es leicht, das Wasser als von Natur aus sauber vorzustellen. Doch das moderne Leben hinterlässt einen chemischen Fingerabdruck, den unsere Augen nicht wahrnehmen. Diese Studie untersucht jene kaum sichtbaren Spuren – verursacht durch Medikamente, Kosmetika, Pflanzenschutzmittel und sogar Partydrogen – in Süß- und Abwässern in und um Pretoria, Südafrika. Die Ergebnisse offenbaren nicht nur Verschmutzung, sondern liefern auch Hinweise auf die öffentliche Gesundheit, Drogengebrauch und die Lücken in der Wasseraufbereitung, die für Gemeinschaften im Globalen Süden von Bedeutung sind.

Alltagsprodukte, die im Wasser verbleiben

Die Forschenden konzentrierten sich auf eine Gruppe von Substanzen, die als „kontaminanten von aufkommender Besorgnis“ (contaminants of emerging concern) bezeichnet werden – Chemikalien, die erst kürzlich verstärkt untersucht werden, weil sie in sehr niedrigen Konzentrationen in der Umwelt auftauchen, aber dennoch Wildtiere oder Menschen schaden können. Dazu gehören Schmerzmittel, Antibiotika, Koffein aus Kaffee und Tee, antiretrovirale Medikamente zur HIV-Behandlung, Pestizide und Inhaltsstoffe aus Körperpflegeprodukten. Viele dieser Chemikalien passieren unseren Körper und die Haushaltsabflüsse, werden von Feldern und Straßen abgewaschen und gelangen durch konventionelle Wasseraufbereitungsanlagen, die nicht dafür ausgelegt waren, sie zurückzuhalten.

Der Spur folgen: von Toilette zu Leitungen

Um zu verstehen, wo und wann diese Schadstoffe auftreten, entnahm das Team Proben aus drei Wasserarten in einem einzigen Flusseinzugsgebiet: Stauseewasser, das ein Trinkwasserwerk speist, Flusswasser unterhalb des Stausees und behandeltes Ablaufwasser aus zwei städtischen Kläranlagen. Sie verfolgten 21 verschiedene Chemikalien Monat für Monat im Stausee über fast ein Jahr und nahmen Momentaufnahmen im Fluss und in den Kläranlagen während einer Exkursion. Empfindliche Laborinstrumente ermöglichten den Nachweis der Chemikalien im Bereich von Milliardsteln Gramm pro Liter – vergleichbar mit einer Prise Salz in einem olympischen Schwimmbecken – wobei gleichzeitig überprüft wurde, dass die Messungen genau und reproduzierbar sind.

Was sie in Flüssen, Stauseen und Leitungen fanden

Das Bild, das sich zeigte, ist ernüchternd. Neunzehn der 21 untersuchten Chemikalien traten im Stausee auf, und die Konzentrationen schwankten oft stark von Monat zu Monat und je nach Jahreszeit. Das stärkste Signal stammte von antiretroviralen Medikamenten, insbesondere Efavirenz und Emtricitabin, die zur HIV-Behandlung verwendet werden. Diese Medikamente erreichten Hunderte bis Tausende Nanogramm pro Liter im Stausee und waren im Fluss und im Kläranlagenablauf noch höher. Schmerzmittel wie Paracetamol und weit verbreitete Stimulanzien wie Koffein traten ebenfalls in großen Mengen auf, besonders im Flusswasser, wo Paracetamolspitzen über dreitausend Nanogramm pro Liter lagen und Koffein deutlich über den Werten im Stausee lag. Solche Muster deuten darauf hin, dass unbehandeltes oder schlecht behandeltes Abwasser sowie Oberflächenabfluss Medikamente, landwirtschaftliche Chemikalien und Alltagsprodukte direkt in die Oberflächengewässer tragen.

Chemikalien als Spiegel der Gesundheit der Gemeinschaft

Die sehr hohen Werte von HIV-Medikamenten in Abwässern und natürlichen Gewässern signalisieren mehr als nur Verschmutzung; sie spiegeln die anhaltende HIV/AIDS-Krise in Südafrika wider. Das Abwasser aus den beiden Kläranlagen, die nahe Gemeinden versorgen und ähnliche Prozesse anwenden, enthielt Tausende Nanogramm pro Liter Efavirenz und Emtricitabin, jedoch mit auffälligen Unterschieden zwischen den Anlagen. Das deutet auf lokale Unterschiede in der Behandlungseffizienz, Verschreibungsmustern und möglicherweise auf missbräuchliche Verwendung von HIV-Medikamenten bei der Herstellung von Straßendrogen wie whoonga oder nyaope hin. Indem Wissenschaftler diese chemischen Signale lesen, können sie Muster im Medikamentengebrauch, Drogenmissbrauch und landwirtschaftlichen Praktiken schließen, ohne eine einzige Umfragefrage stellen zu müssen – das Wasser wird so zu einem stillen, aber aussagekräftigen Berichterstatter des Gemeinschaftslebens.

Risiken für die Tierwelt und warum der Zeitpunkt zählt

Das Auffinden von Chemikalien ist nur ein Teil der Geschichte; das Team untersuchte auch, was diese für Fische, Insekten und andere aquatische Lebewesen bedeuten könnten. Mithilfe etablierter Toxizitätsbenchmarks berechneten sie „Risikoquotienten“, die gemessene Konzentrationen mit Werten vergleichen, die als ungefährlich gelten. Mehrere Substanzen – Efavirenz, Koffein, das Herbizid Atrazin und das Schmerzmittel Diclofenac – erreichten Werte, die in einigen Bereichen ein mittleres bis hohes Risiko für Organismen andeuten, insbesondere im Kläranlagenablauf und im Fluss. Ebenso wichtig ist, dass die Konzentrationen zeitlich stark variabel waren: Einige Chemikalien stiegen zwischen Trocken- und Regenzeit an, wahrscheinlich wenn die ersten Regenfälle angesammelte Rückstände von Land in die Gewässer spülen. Das bedeutet, dass ein einzelner Test pro Jahr leicht die gefährlichsten Episoden übersehen könnte.

Was das für Menschen und Politik bedeutet

Einfach ausgedrückt zeigt die Studie, dass ein Cocktail moderner Chemikalien in südafrikanischen Süßwassern vorhanden und schwankend ist, selbst nachdem Abwasser vermeintlich behandelt wurde. Obwohl Spurenkonzentrationen das Leitungswasser nicht sofort unsicher machen, weisen sie auf langfristigen Druck auf Flüsse, Stauseen und die darin lebenden Lebewesen hin und machen Defizite in aktuellen Behandlungssystemen und Vorschriften deutlich. Die Autorinnen und Autoren fordern regelmäßigeres und häufigeres Monitoring sowie aufgerüstete Behandlungstechnologien – gekoppelt mit besseren Politiken zur Medikamentennutzung, zum Einsatz von Pflanzenschutzmitteln und zur Bekämpfung illegaler Drogen –, um diese unsichtbaren Schadstoffe in Südafrika und in vielen ähnlichen Regionen des Globalen Südens in den Griff zu bekommen.

Zitation: Dikobe, P.I., Tekere, M., Masindi, V. et al. Spatial and temporal variability and distribution of emerging contaminants in South African freshwater and wastewater. Sci Rep 16, 8988 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-025-33703-2

Schlüsselwörter: neu auftretende Schadstoffe, Südafrika Wasser, pharmazeutische Verschmutzung, Abwasserbehandlung, HIV-Antiretrovirale