Sonntag, Juni 23, 2024
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Belastung durch giftige Arzneirückstände – Hochschule Hof stärkt Abwasserreinigung in Indien

Die Reinigung toxischer Abwässer der Pharmaindustrie in Indien soll sich verbessern – das ist das Ziel eines Forschungsprojektes am Institut für nachhaltige Wassersysteme der Hochschule Hof (inwa). Die rapide ansteigende Produktion von Arzneimitteln in Ländern wie Indien führt derzeit noch zu großen Mengen an problematischen Abwässern. Diese können bei Mensch und Tier enorme Gesundheitsprobleme verursachen, wenn sie unbehandelt in Ökosysteme eingeleitet werden. Zur Umsetzung einer neuartigen Reinigungstechnologie wurde nun eine erste Pilotanlage nach Indien verschifft.
Auf dem indischen Subkontinent werden immer mehr kostengünstige Medikamente für den Weltmarkt hergestellt – wovon ein großer Teil nach Europa exportiert wird. Mit einer jährlichen Wachstumsrate von 10 – 12 % strebt die Branche an, bis zum Jahr 2030 Weltmarktführer zu werden und ihren Umsatz auf 130 Milliarden US-Dollar zu steigern. Für Gesellschaft und Umwelt hat das wichtige Geschäft mit Medikamenten einen hohen Preis. Abwässer aus pharmazeutischen Produktionsfirmen, die verschiedenste Chemikalien und Wirkstoffreste beinhalten, werden oft noch ungeklärt in Flüsse eingeleitet – mit verheerenden Auswirkungen für Ökosysteme und Gesundheit. Dem will die Hochschule Hof mit ihren Verbundpartnern im Projekt „pharmIn2“ nun entgegenwirken.

Innovative Reinigungstechnologie
Das bereits 2023 gestartete Forschungsprojekt basiert auf der innovativen Abwasserbehandlungstechnologie a3op, die durch das Unternehmen „up2e! GmbH“ aus dem bayerischen Rain am Lech entwickelt wurde. „Dabei wird akustische Energie mit einem einzigartigen Gaseintragssystem kombiniert, wodurch ein extrem leistungsfähiger und hoch reaktiver Oxidationsprozess entsteht“, erläutert Geschäftsführerin Ulla Pöschl den Reinigungsprozess. Im Verbund mit dem indischen Partnerunternehmen Paques Environmental Technology Pvt, dem Institut für nachhaltige Wassersysteme der Hochschule Hof (inwa) sowie dem Bayerisch-Indischen Zentrum für Wirtschaft und Hochschulen (BayIND), das ebenfalls an der Hochschule Hof beheimatet ist, wurde zur praktischen Anwendung der Technik nun eine erste Pilotanlage konzipiert, in Deutschland gebaut und ins südostindische Chennai verschifft.

Abwässer müssen gereinigt werden
Sie soll im März beim indischen Projektpartner in Betrieb genommen werden. Vor Ort soll mit Hilfe der Pilotanlage die Anwendung bei Abwasserproduzenten getestet werden und so Kunden für den Bau ganzer Großanlagen im indischen Pharmasektor gewonnen werden. Denn pharmazeutische Abwässer müssen vor der Einleitung in die Gewässer auch in Indien jetzt wirksam vorbehandelt werden, am besten direkt auf dem Industriegelände“, so Prof. Günter Müller-Czygan, Leiter der Forschungsgruppe Wasserinfrastruktur und Digitalisierung am Institut für nachhaltige Wassersysteme der Hochschule Hof (inwa). Die größte Herausforderung sei es, die Pilotanlage nach dem Export nun innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums zu installieren und anschließend die Effizienz der Technologie auf dem lokalen indischen Markt nachhaltig zu demonstrieren, so der Forscher.

Schulungsplattform für indische Wirtschaft
Die Forschenden der Hochschule Hof übernehmen im begleitenden Prozess die Erstellung einer Online-Lern- und Schulungsplattform für die entwickelte Technologie. Diese richtet sich als Drehscheibe für den Wissenstransfer dezidiert an indische Universitäten, öffentliche Einrichtungen sowie an interessierte Unternehmen. „Für eine bessere Sichtbarkeit planen wir vor Ort Online-Workshops, Webinare, Schulungen und auch die Teilnahme an Veranstaltungen und Messen“, erläutert Projektmitarbeiterin Jasmin Mundackal, die direkt nach erfolgreichem Abschluss im Hofer Masterstudiengang „Sustainable Water Management and Engineering“ als wissenschaftliche Mitarbeiterin in das Projekt einsteigen konnte und mit ihrer indischen Herkunft auch die kommunikative Brücke zwischen den deutschen und den indischen Partnern bildet. Das Bayerisch-Indische Zentrum für Wirtschaft und Hochschulen (BayIND) ist als Netzwerkpartner für den Aufbau von Kontakten zu Kooperationspartnern in Wissenschaft und Wirtschaft in Indien zuständig und unterstützt zudem bei der Vermarktung der Technologie.

Erweiterung auf andere Branchen möglich
Zur Zielgruppe gehören zunächst Pharmaunternehmen, Kläranlagen und andere Dienstleister, die pharmazeutische Abwässer behandeln müssen. Die innovative Technologie soll später auch in anderen umweltkritischen Branchen zum Einsatz kommen – so könnten auch chemische und lebensmittelverarbeitende Betriebe von der Einführung der a3op-Technologie profitieren.

Förderung
Das Projekt „pharmIn2“ läuft noch bis zum 31. Januar 2025. Es wird vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz im Rahmen des Förderprogramms „Exportinitiative Umweltschutz“ gefördert.

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Antibiotika in Abwässern gefährden Gesundheit in Indien und China

Stockholm – In Indien und China sind Antibiotika in Abwässern und Kläranlagen in Konzentrationen nach­weis­­bar, die die Entwicklung von Resistenzen fördern könnten. Am höchsten ist das Risiko, wenn die Antibio­tika auch im Trinkwasser nachweisbar sind, berichtet ein Forscherteam, das in Lancet Planetary Health (2023; DOI: 10.1016/S2542-5196(22)00254-6) die bisherigen Studienergebnisse zusammenfasst.

China und Indien sind die weltweit größten Produzenten und Verbraucher von Antibiotika, die in der Medizin und der Landwirtschaft eingesetzt werden. Die Antibiotika können in die Umwelt gelangen, da sie zu 90 % von Menschen oder Tieren wieder ausgeschieden werden.

In den Abwässern sind die Antibiotika unterschiedlich lange haltbar, und die Möglichkeiten der Klärwerke, sie zu entfernen, sind begrenzt. In China und Indien gelangen zudem viele Abwässer ungeklärt in die Umwelt und die Antibiotika damit letztlich in das Grundwasser, wo sie in verschiedenen Studien nachgewiesen wur­den.

Nada Hanna vom Karolinska Institut in Stockholm hat zusammen mit indischen Forschern 218 Studien aus der WHO-Region Westpazifik (WPR) und 22 Studien aus der WHO-Region Südostasien (SEAR) ausgewertet. Die meisten waren in China und Indien durchgeführt worden, den größten und bevölkerungsreichsten Ländern der beiden Regionen.

Mit einer statistischen Methode („Probabilistic Environmental Hazard Assessment“) haben die Forscher be­stimmt, wo die Antibiotikakonzentrationen über der PNEC („predicted no effect concentration“) lagen. Die PNEC ist die Konzentration eines Stoffes, bis zu der keine Auswirkungen auf die Umwelt zu erwarten sind.

Abstract der Studie
Pressemitteilung des Karolinska Instituts

WHO tief besorgt über Antibiotikaresistenzen
Antibiotikaresistenzen: jährlich 35.000 Todesopfer in Europa
Antibiotika: RKI warnt vor zunehmenden Resistenzen
In der WPR wurden 92 Antibiotika und in der SEAR 45 Antibiotika in verschiedenen aquatischen Komparti­men­ten (Abwässer, Klärwerke, Trinkwasser) nachgewiesen. Dabei wurde die PNEC häufig überschritten.

Dies war nach den Berechnungen der Forscher in WPR und in China vor allem bei Fluorchinolonen, Makroli­den, Tetrazyklinen, beta-Laktamen, Lincosamiden, Sulfonamiden, Amphenicolen und Trimethoprim der Fall. In der SEAR lagen die Konzentrationen von Fluorchinolonen, Makroliden, Sulfonamiden und Trimethoprim häu­fig über der PNEC.

Teilweise wurden Antibiotika auch im Trinkwasser nachgewiesen. In China wurde bei Ciprofloxacin häufig die PNEC überschritten. Ciprofloxacin und andere Fluorchinolone sind in der Umwelt sehr stabil. Sie lassen sich in Gewässern, deren Sedimenten oder im Klärschlamm über längere Zeit nachweisen.

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