In Europas Flüssen fanden Forschende über 500 Chemikalien. Sie gelangen durch Industrie und Landwirtschaft in die Wasserläufe und bedrohen die aquatischen Lebensräume. Forschende der Universität Duisburg-Essen haben jetzt eine neue Methode entwickelt, um verschmutzte Gewässer zu reinigen.
Das Team um Juniorprofessorin Dr. Anzhela Galstyan will die Chemikalien mit Algen beseitigen. «Kieselalgen sind mikroskopisch kleine einzellige Organismen, die in Gewässern leben und eine Zellwand aus Kieselsäure (Siliziumdioxid) besitzen. Dank ihrer porösen Struktur können sie eine Vielzahl von Schadstoffen aufnehmen».
In der in der Fachzeitschrift Advanced Sustainable Systems erschienenen Studie testeten die Forschenden Kieselalgenschalen an zwei exemplarischen Schadstoffen, die häufig aus der Textilindustrie in Flüsse und Grundwasser gelangen: Methylenblau und Methylorange. Um die Adsorptionsfähigkeit zu verbessern, wurde das Kieselgur chemisch modifiziert, indem seine Oberfläche mit speziellen funktionellen Gruppen versehen wurde. «Das könnte problemlos auch in industriellem Massstab umgesetzt werden», betont Galstyan.
Im Labor wurde das Kieselgur unter verschiedenen Bedingungen getestet, etwa bei unterschiedlichen Salzkonzentrationen und pH-Werten. Die Ergebnisse sind gut: Unabhängig von den Bedingungen entfernte das Material die Schadstoffe gleichbleibend effektiv. Zum Vergleich zogen die Forschenden Silica heran, ein Material, das bereits in der Wasserreinigung etabliert ist. Kieselgur schnitt deutlich besser ab: Nach einer Stunde wurden bis zu 100 Prozent des Methylenblaus entfernt, das Silicia hingegen entfernte in der selben Zeit nur 88 Prozent des Farbstoffs. Beim Methylorange nahmen sowohl Silica als auch Kieselgur etwa 70 Prozent des Schadstoffs auf.

«Wir sehen in Kieselgur eine umweltfreundliche und kostengünstige Lösung zur Wasseraufbereitung», resümiert Galstyan. Der grosse Vorteil: Algen sind ein nachwachsender Rohstoff und lassen sich mit minimalem Energieaufwand züchten – ganz im Gegensatz zum etablierten Filtermaterial Aktivkohle. Nun prüfen die Forschenden, wie Kieselgur in Membranen zur Wasserreinigung eingesetzt werden kann.