instrActions‘ Durchbruch bei der Entfernung von Blei im Trinkwasser
Artikel von Dr. Axel Thierauf, Venture Partner der MIG Verwaltungs AG.
Laut Weltgesundheitsorganisation wurden in den USA im Jahr 2015 über 18 Millionen Menschen mit Wasser, das gegen die Grenzwerte für Blei- und Kupfer in Trinkwasser verstießen, versorgt. Die gesundheitlichen Auswirkungen der Blei-Exposition, einschließlich lebenslanger geistiger und körperlicher Beeinträchtigungen und damit verbundener medizinischer Behandlungskosten, stellen eine erhebliche Belastung für die Gesellschaft dar. Das Heidelberger Unternehmen instrAction GmbH hat ein Filtermedium entwickelt, das Abhilfe schaffen kann. Mit ihrem neuartigen und patentierten Filtermedium können toxische Schwermetalle insbesondere Blei aus Trinkwasser zuverlässig entfernt werden.
Blei im Trinkwasser ist ein hohes Gesundheitsrisiko vor allem für Kinder und Schwangere
Die US-amerikanische Umweltbehörde EPA hat das Ziel, Trinkwasser „blei-frei“ zu machen und hat Grenzwerte für Blei in Trinkwasser festgelegt. Blei ist ein giftiges Metall, das selbst bei niedriger Exposition schädlich für die menschliche Gesundheit sein kann. Blei ist persistent und kann sich im Laufe der Zeit im Körper anreichern.
Kleinkinder, Säuglinge und Föten sind besonders anfällig für Blei, da die körperlichen und verhaltensauffälligen Auswirkungen bei Kindern höher sind als bei Erwachsenen. Ihr wachsender Körper kann mehr Blei absorbieren als Erwachsene und ihr Gehirn und Nervensystem reagieren empfindlicher auf dessen schädlichen Auswirkungen. Eine Dosis Blei, die wenig Einfluss auf einen Erwachsenen haben würde, kann eine signifikante Wirkung auf ein Kind haben. Bei Kindern wurden niedrige Expositionen mit Blei mit Schäden am zentralen und peripheren Nervensystem, Lernbehinderungen, kürzerer Statur, Hörstörungen und eingeschränkter Bildung und Funktion von Blutzellen in Verbindung gebracht.
Blei kann sich im Laufe der Zeit in unserem Körper ansammeln, wo es zusammen mit Kalzium in Knochen gespeichert wird. Während der Schwangerschaft wird Blei aus den Knochen der Mutter zusammen mit Kalzium freigesetzt und kann von der Mutter auf den Fötus oder das stillende Kind übergehen. Es kann auch zu weiteren schwerwiegenden Auswirkungen auf den sich entwickelnden Fötus und zu Frühgeburten führen.
Aber auch Erwachsene, die Blei ausgesetzt sind, können unter Herz-Kreislauf-Erkrankungen, erhöhtem Blutdruck, verminderter Nierenfunktion und Fortpflanzungsproblemen leiden.
Hauptursache von Blei in Trinkwasser ist Korrosion bleihaltiger Rohrleitungen und Sanitärinstallationen
Blei gelangt durch Korrosion von Rohrleitungen und Sanitärinstallationen in das Trinkwasser, insbesondere dort, wo das Wasser einen hohen Säuregehalt oder einen niedrigen Mineralgehalt aufweist. Bleihaltige Rohre, Vorrichtungen oder Armaturen korrodieren und gelöstes oder auch partikuläres Blei gehen in das Trinkwasser über und werden von den Konsumenten aufgenommen.
Im Jahr 2011 wurde im Safe Drinking Water Act der maximal zulässige Bleigehalt in Trinkwasser begrenzt. Die NSF international entwickelte Standards zur Einhaltung von Grenzwerten.
Die Bleikrise in Flint, Michigan, USA
Die Ursache der Flint-Bleikrise wurde durch Korrosion ausgelöst, bestätigte eine neue Studie. 50 Jahre lang hatte Flint sein Wasser vom 70 Meilen südlich gelegenen Detroit gekauft. Im Jahr 2014 beschloss die Stadt jedoch, ihre Vereinbarung mit Detroit zu beenden und Wasser aus dem Flint River zu beziehen, bis ein neues Aquädukt gebaut wird. Was die Beamten nicht zu erwarten schienen, war der Effekt, den das leicht saurere Wasser des Flint River auf die alten Bleirohre der Stadt haben würde. Blei wurde aus den Rohren gelöst und gelangte über das Trinkwasser ins Blut der Anwohner.
Blei hinterlässt erstmal keine Spuren. Aber Jahre später, wenn ein Kind Anzeichen einer Lernbehinderung oder Verhaltensprobleme zeigt, wird die Diagnose einer vorherigen Blutvergiftung plötzlich unausweichlich.
Laut der Weltgesundheitsorganisation beeinflusst Blei die Gehirnentwicklung von Kindern, was zu einem reduzierten Intelligenzquotienten (IQ), Verhaltensänderungen wie Verkürzung der Aufmerksamkeitsspanne und erhöhtem asozialen Verhalten und einem verringerten Bildungsstand führt. Blei-Exposition verursacht auch Anämie, Bluthochdruck, Nierenfunktionsstörungen, Immuntoxizität und Toxizität für die Fortpflanzungsorgane. Die neurologischen und verhaltensauffälligen Wirkungen von Blei gelten als irreversibel.
Das Hurley Medical Center in Flint veröffentlichte im September eine Studie, die bestätigte, was viele Flint-Eltern seit über einem Jahr befürchtet hatten: Der Anteil von Säuglingen und Kindern mit überdurchschnittlichem Bleigehalt im Blut hat sich seit dem Wechsel der Stadt vom Detroiter Wassersystem auf die Nutzung des Flint River als Wasserquelle im Jahr 2014 fast verdoppelt.
instrAction ist nun der Durchbruch gelungen: Als erstes und einziges Filtermaterial erfüllt die instrAction MetCap®-Technologie die Anforderungen von NSF zur Bleireduktion.
Die international anerkannten Gesundheits- und Sicherheitsstandards von NSF unterscheiden in der Norm NSF 53 zwischen gelöstem Blei, das in einem sauren Bereich vorliegt und partikulärem, also ungelöstem Blei, das im alkalischen Bereich ausfällt. Es gibt unterschiedliche Möglichkeiten, gelöstes Blei aus dem Trinkwasser zu binden. instrAction Harze schaffen das mit einer bisher unerreichten sehr hohen Kapazität. Partikuläres Blei lässt sich bisher nur mechanisch durch einen sehr kleinporigen Aktivkohleblock oder durch eine Ultrafiltrationsmembran entfernen. Das heißt, dass in konventionellen Filtern, die zuverlässig Blei entfernen wollen, mindestens zwei unterschiedliche Filtermedien eingesetzt werden müssen. instrAction ist es mit seiner MetCap®-Technologie gelungen, in einem einzigen Filtrationsschritt die geforderte Bleiabreicherung von 150 ppm auf < 5 ppm bei pH 6,5 (Entfernung gelöstes Blei) und pH 8,5 (Entfernung partikuläres Blei) zu erzielen. instrAction strebt nun an, als erstes Filtermaterial das Zertifikat nach NSF 53 – Health Effect – Lead zu bekommen.
Die Vorteile liegen auf der Hand, insbesondere da das instrAction Material sehr einfach anwendbar ist und im Betrieb langlebig, robust und zuverlässig Blei und andere Schwermetalle aus Trinkwasser entfernen kann, ohne wertvolle Mineralien wie Kalzium und Magnesium zu adressieren. Filter werden einfacher, weniger anfällig und kostengünstiger. Besonders in den USA ist die Bleientfernung ein sehr präsentes und hochemotionales Thema, sogenannte Bleifilter haben einen hohen Zuspruch.
Mit führenden Wasserfiltrationsunternehmen auf dem US -amerikanischen Markt werden zurzeit intensive Gespräche geführt und Projekte zur Integration des instrAction Harzes in bestehende Filtersysteme umgesetzt. Die MetCap®-Technologie ist vor allem wegen der zuverlässigen und hoch kapazitiven Bleientfernung von großem Interesse.
Im Tischwasserfilterbereich stellt die gängige Methode zur Entfernung des partikulären Bleis die Branche vor eine große Hürde. Ein feinporiger Aktivkohleblock oder eine Ultrafiltrationsmembran erzeugen einen hohen Gegendruck und ein Liter Wasser braucht bis zu 15 Minuten, um in Schwerkraft durch den Filter zu laufen, was vom Konsumenten nicht akzeptiert wird. Mit den instrAction Harzen lassen sich Durchlaufzeiten erzielen, die der Konsument von Tischwasserfiltern gewohnt ist, und er dennoch die Sicherheit hat, dass sowohl gelöstes als auch partikuläres Blei zuverlässig aus dem Trinkwasser entfernt werden.
Auch für den Untertisch-Filter Bereich ist das Entfernen von toxischen Schwermetallen – speziell von Blei – ein essentielles Thema. Die MetCap®-Technologie ermöglicht durch einen einfachen Filtrationsschritt Schwermetalle in einer bisher unerreichten Kapazität aus dem Wasser zu holen.
Die instrAction plant die Einführung ihrer MetCap®-Technologie zum ersten Quartal 2021.
Artikel vom 04. September 2020 | Foto: instrAction
