Beim Stichwort Arsen denken viele als erstes an ein unscheinbares Mordgift, wie es in Kriminalgeschichten zum Einsatz kommt. Arsenverbindungen sind giftig, deshalb hat die Weltgesundheitsorganisation festgesetzt, dass ein Liter Trinkwasser nicht mehr als 10 Mikrogramm (µg) Arsen enthalten darf. Doch der natürliche Arsengehalt im Grundwasser ist in vielen Bereichen der Welt sehr viel höher. Im besonderen Maße betrifft dies Teile Vietnams sowie Bangladesch, wo zwischen 35 und 50 Millionen Menschen täglich Wasser konsumieren, das mit mehr als 50 µg Arsen pro Liter kontaminiert ist.

Da sich Arsen im Körper anreichert, sind die Folgen vor allem langfristige und reichen von dunklen Hautflecken und -beulen bis hin zu erhöhten Krebsraten und vorzeitigem Tod. In Bangladesch begann das Problem der massiven Arsenexposition der Bevölkerung mit einer guten Absicht: 1972 installierte das Kinderhilfswerk UNICEF dort erste Trinkwasserbrunnen, mit denen Wasser aus 50 bis 100 Meter Tiefe an die Oberfläche gepumpt wird. In dieser Tiefe enthält das Wasser so gut wie keinen Sauerstoff, wodurch besonders viel Arsen in Lösungen gehen kann.

Auf der Suche nach einer Lösung für verseuchtest Wasser

In den 1980ern erkannte man zwar das Problem, schenkte diesem aber keine große Beachtung. Erst in den letzten Jahren haben Wissenschaftler damit begonnen systematisch zu untersuchen, mit welchen Methoden sich Arsen effektiv und praktikabel auch in ländlichen Regionen aus dem Trinkwasser entfernen lässt.

Der entscheidende Punkt besteht hierbei grundsätzlich darin, das im Wasser enthaltene Arsen zu oxidieren. Arsen liegt in der Umwelt in zwei Oxidationsstufen vor, nämlich als (reduziertes) Arsen(III) und (oxidiertes) Arsen(V). Während Arsen(III) sich leicht im Wasser löst und somit auch vermehrt in den menschlichen Körper gelangt, lagert sich Arsen(V) an Eisenoxide an und wird so aus dem Trinkwasser entfernt. Eisenoxide bilden sich allerdings nur unter oxischen Bedingungen, also in Anwesenheit von Sauerstoff. Vor diesem Hintergrund mag die Verwendung von Oberflächen- oder Regenwasser in den betroffenen Gebieten als einfache Lösung erscheinen.

Foto: Jannis König"/ jugendfotos.de

Viele Menschen haben keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser, Oberflächenwasser ist rar. Foto: Jannis König“/ jugendfotos.de

Leider ist Oberflächenwasser in Bangladesch rar und vielfach mit Bakterien und Pestiziden verseucht. Auch die Nutzung von Regenwasser ist aufgrund der notwendigen Lagerung in teuren Tanks mit hygienischen Problemen verbunden. Einen viel versprechenden Ansatz, das Arsen aus dem Grundwasser zu entfernen, hat ein internationales Forscherteam aus Zürich und Hanoi in Vietnam getestet: sie stellten 2004 eine Studie vor, nach der im Schnitt 80% des im Wasser enthaltenen Arsens eliminiert wird, wenn man dieses durch einen simplen Sandfilter laufen lässt.

Warum dies so gut funktioniert: Das im Wasser enthaltene Eisen oxidiert durch den Kontakt mit dem Luftsauerstoff bildet und die einzelnen Sandkörner herum eine insgesamt sehr große Oberfläche, an denen das Arsen haften bleibt. Allerdings ist bisher nicht klar, ob die Eisenoxide alleine auf chemischem Wege entstehen, oder ob hierbei auch so genannte Eisen oxidierende Bakterien eine Rolle spielen. Zusätzlich wäre es denkbar, dass im Wasser oder in den Filtern auch Bakterien leben, die das Arsen direkt oxidieren können.

Entwicklungspolitik braucht Grundlagenforschung

„Das Verständnis der abiotischen und biotischen Prozesse, die in den Filtern ablaufen, kann dabei helfen, diese Filter möglichst effizient einzusetzen und ihre Anwendung zu optimieren“, sagt Professor Andreas Kappler von der Universität Tübingen, der mehrere Doktoranden betreut, die genau diesen Fragen nachgehen. Auch wenn die Ergebnisse dieser Forschungsprojekte noch weit von einer Anwendung entfernt scheinen, kann man im Vorhinein nie wissen, welche Bausteine der Erkenntnis sich langfristig als wesentlich entpuppen, um grundlegende Fortschritte zu erzielen und zum Beispiel das Problem des arsenverseuchten Trinkwassers zu lösen. Aus diesem Grund kann eine Investition in die biogeochemische Grundlagenforschung durchaus auch eine Investition in die Entwicklungspolitik bedeuten.