Acesulfam ist ein weit verbreiteter Indikator für Abwassereinträge in Oberflächengewässer und Grundwasser: Da dieses Süßungsmittel sowohl in der Kläranlagen als auch in der Umwelt – nachdem es mit dem geklärten Abwasser in Gewässer geleitet wurde – nicht ganz abgebaut wird, weist ein Nachweis des Mittels im Wasser darauf hin, dass und wie viel gereinigtes Abwasser in Grundwasser, Flüsse oder Seen gelangt ist. „Folgt man den Spuren der Substanz, kann man letztlich Fließwege des Abwassers und Mischung mit dem Grundwasser nachvollziehen“, erläutert Hofmann. Mit dem Wissen um saisonale Schwankungen beim Abbau des Stoffes werde Acesulfam als Indikator noch aussagekräftiger. „Unsere Studie zeigt, dass man die jahreszeitlich schwankende Konzentration von Acesulfam bestens dafür verwenden kann, die Prozesse im Untergrund, also Grundwasserströmungen, besser sichtbar zu machen und zu verstehen“, sagt Hofmann. Abwasseranteile im Trinkwasser ließen sich darüber ebenso erfassen wie auch die Fließgeschwindigkeit des Grundwassers und die Mischungsverhältnisse von Grund- und Flusswasser.

Die Umweltgeowissenschaftler werteten Fluss- und Grundwasserproben aus, die regelmäßig über acht Jahre hinweg in einem voralpinen Flussgebiet gesammelt wurden. Für die Süßstoffanalysen wurden die Proben durch Festphasenextraktion vorbereitet und analysiert mit einem HPLC-System verbunden mit einem Triple-Quadrupol-Massenspektrometer (betrieben im negativen Elektrospray-Ionisationsmodus). Ihre Analysen verknüpfte das Forschungsteam mit Computermodellen, die Wasserströmungen im Untergrund berechnen. „Solche Computermodell sind der Schlüssel zur Risikovorsorge, weil man mit ihnen nachvollziehen kann, wie viel Flusswasser und wie viel Grundwasser am Ende im Trinkwasser der Bevölkerung landen und wie man den Betrieb eines Wasserwerks optimiert“, fügt der Leiter der Forschungsgruppe hinzu.

Publikation
[1] Miguel Angel Marazuela, Giovanni Formentin, Klaus Erlmeier, Thilo Hofmann: Seasonal biodegradation of the artificial sweetener acesulfame enhances its use as a transient wastewater tracer, Water Research (2023), Volume 232, 119670; DOI: 10.1016/j.watres.2023.119670

Quellen: Universität Wien u. Publikation [1]