Der Blaue Planet hat seinen Namen dem Wasser zu verdanken. Rund 71% der Erdoberfläche besteht aus Wasser. Davon sind allerdings nur etwa 0,008% für die Menschheit zugängliches Süßwasser und damit potenzielles Trinkwasser.
Rund 4 Mrd. Menschen erleben mindestens einen Monat pro Jahr eine kritische Wasserknappheit. Im Jahr 2025 hatten weltweit etwa 2,2 Mrd. Menschen keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser. Die United Nations (UN) wollen dies ändern und haben sich zum Ziel gesetzt, dass der »allgemeine und gerechte Zugang zu einwandfreiem und bezahlbarem Trinkwasser für alle« bis zum Jahr 2030 erreicht werden soll – ebenso der Zugang zu angemessener und gerechter Sanitärversorgung. Dafür soll vor allem in die Bewirtschaftung von Süßwasserökosystemen und Abwasseraufbereitungseinrichtungen investiert werden.
Trinkwasserqualität ist lebenswichtig
Wie entscheidend die Trinkwasserqualität für ein gesundes Leben ist, zeigte bereits 1892 die Choleraepidemie in Hamburg. Rund 17.000 Menschen erkrankten damals an Cholera, deren Hauptsymptom Brechdurchfall ist; mehr als 8.500 verstarben. Die Krankheit verbreitete sich rasant, weil das Trinkwasser direkt aus der Elbe gewonnen wurde, in die zuvor ungeklärte Abwässer eingeleitet worden waren. Verunreinigtes Wasser wurde so zur Hauptursache der Epidemie. Die Installation einer Filtrationsanlage hätte Tausende Menschenleben retten können, wurde jedoch aus Kostengründen verzögert. Dabei hatte der Mikrobiologe Robert Koch bereits 1884 den Cholera-Erreger nachweisen können und entdeckt, dass die Krankheit sich über verseuchtes Wasser ausbreitete. Im Zuge der Epidemie kam er als Experte nach Hamburg und griff angesichts des prekären Zustands zu strengen Hygienemaßnahmen: Er schloss die Hansestadt für Handel und Verkehr und berief einen ›Lockdown‹ für Schulen und öffentliche Veranstaltungen. Auf den Straßen wurden Aufklärungsflyer mit präventiven Verhaltenshinweisen verteilt. Außerdem sorgte Koch dafür, dass die Bevölkerung über sogenannte Fasswägen mit abgekochtem Wasser versorgt wurde. Zusätzlich installierte er auf den öffentlichen Plätzen Garküchen, die keimfreies Essen anboten. So ließ sich die Epidemie bis September 1892 eindämmen. Im Dezember des gleichen Jahres wurde das Institut für Hygiene in Hamburg gegründet, das bis heute regelmäßig die Trinkwasserqualität überprüft. Wenige Monate später wurde auch die lang ersehnte Filtrationsanlage fertiggestellt und damit der Zugang zu sicherem Trinkwasser in Hamburg ermöglicht. Eine Choleraepidemie gab es in Hamburg seitdem nicht mehr.
Schmutzwasser – ein Untersuchungsmedium
Die Bedeutung von Wasser für die öffentliche Gesundheit beschränkt sich nicht nur auf sauberes Trinkwasser. Mit dem Fortschritt der Medizin rückte zunehmend auch das Abwasser in den Fokus der Forschung und wurde vom hygienischen Problem zu einer vielversprechenden Informationsquelle. Denn im Abwasser sammelt sich, was Menschen täglich aufnehmen und wieder ausscheiden – darunter auch Krankheitserreger. Bereits in den 1940er-Jahren wurde in den USA während der Poliomyelitis-Pandemie das Abwasser auf das Vorkommen von Kinderlähmungs-Viren analysiert. Zusammen mit weiteren klinischen Untersuchungen konnte so verstanden werden, wie sich das Virus im Körper verhält und die Kinderlähmung verursacht. Damit wurde die Grundlage für die Entwicklung des seit 1955 zugelassenen Impfstoffes geschaffen.
In Deutschland ist die Analyse des Abwassers seit 2022 im Infektionsschutzgesetz (§13 Absatz 2) definiert: »Das Robert Koch-Institut (RKI) und die Länder können zur Überwachung übertragbarer Krankheiten Sentinel-Erhebungen […] sowie Testungen an bestimmten Wasserproben in bestimmten Gebietskörperschaften durchführen. Sentinel-Erhebungen an Abwasserproben können in Zusammenarbeit mit ausgewählten Einrichtungen der Abwasserbeseitigung und -analytik stattfinden.«
Doch was bedeutet das konkret? An bestimmten Wochentagen werden zu unterschiedlichen Zeiten Proben aus der Kläranlage entnommen und zu einer ›Pool‹-Probe zusammengetragen. Diese wird im Labor mittels Polymerasekettenreaktion (PCR) auf Virus DNA untersucht. Für jeden Standort werden Trends berechnet und mit anderen Standorten verglichen. Untersucht werden unter anderem Corona-, Influenzaund Polio-Viren. Die Datenerfassung erfolgt seit Februar 2022 und wird wöchentlich vom RKI im Infektionsradar veröffentlicht. Seit 2025 werden die Daten auch europaweit gesammelt und im ›European Wastewater Surveillance Dashboard‹ aufbereitet.
Spiegel der öffentlichen Gesundheit
Das Potenzial der Abwasseruntersuchungen geht über die Überwachung von Erkrankungen hinaus. Denn es können auch andere umweltbezogene Einflüsse gemessen werden, darunter z. B. Bestandteile wie Mikroplastik und Weichmacher, aber auch Drogen oder antibiotikaresistente Keime. Die durch die Abwasseranalyse erhobenen Informationen bieten gegenüber klassischen Kohortenstudien klare Vorteile: Es können schnell große Mengen an epidemiologischen Daten erhoben werden, ohne dass die zu Untersuchenden aktiv teilnehmen müssen. Denn gerade hier entsteht oftmals eine relevante Verzerrung, da Personen mit niedrigerem sozioökonomischen Status seltener an medizinischen Studien teilnehmen. Auch datenschutzrechtlich gibt es wenig Bedenken, da die bei der Abwasseranalyse erhobenen Daten bereits ausreichend anonymisiert sind. Prof. Dr. Susanne Moebus, Leiterin des Instituts für Urban Public Health des Universitätsklinikums Essen, sieht hier noch nicht voll ausgeschöpfte Entwicklungsmöglichkeiten: »Im Abwasser stecken Informationen, die zur Charakterisierung unserer Gesundheit oder auch bestimmter Probleme geeignet sind. Die Frage ist: Wie können wir diese Informationen besser nutzen?«
Vom Großen ins Kleine
Moebus sieht unter anderem Potenzial in kleinräumigen Abwasseranalysen. Während auf Klärwerksebene oftmals die Abwasser von bis zu 500 Tausend Menschen zusammenfließen und man nicht differenzieren kann, bieten kleinräumige Untersuchungen die Möglichkeit, Trends und Hotspots in den verschiedenen Bezirken und Stadtteilen festzustellen. »Wir haben ganz viele Informationen zu der gebauten Umwelt, also z. B. wie viele Bäume in bestimmten Straßen stehen. Was wir aber nicht auf dieser Ebene haben, sind verlässliche Gesundheitsdaten.« Für die Erfassung solcher Daten fehle allerdings noch einiges an Grundlagenforschung. Moebus berichtet, dass zurzeit »ganz grundlegende Dinge«, wie beispielsweise die Vermischung und Verdünnung der Parameter von der häuslichen Toilette bis zur Stelle der Probenentnahme untersucht werden: »Das sind Dinge, die wir im Rahmen der kleinräumigen Abwasseranalyse erarbeiten.« Die Daten werden aktuell von der Forschungsgruppe um Dr. rer.nat. Dennis Schmiege am Essener Institut erhoben und sollen sowohl für Gesundheitsberichterstattungen als auch für epidemiologische Studien genutzt werden.
Weltweite Abwasseruntersuchungen
Durch lokale Abwasseruntersuchungen könnten Korrelationen zwischen den gemessenen Gesundheitsparametern und der gebauten Umwelt oder auch den sozialen Bedingungen entdeckt werden. »Wenn man dann noch die verschiedenen Daten zusammenführt aus Versicherungen, aus Statistiken und epidemiologischen Kohortenstudien, dann bekommt man ein gutes Gesamtbild und kann besser beurteilen, wo wir Schwerpunkte haben, an denen gezielte Prävention durchgeführt werden muss«, so Moebus. Für die Zukunft erhofft sich die Professorin weltweite Abwasseruntersuchungen und steht damit nicht allein. Auch die Weltgesundheitsorganisation (WHO) arbeitet daran, möglichst günstige Erhebungstools zu entwickeln, um zukünftig auch in wirtschaftsschwachen Ländern schnell und zuverlässig Hotspots entdecken und entsprechend reagieren zu können.
