Sonnenbehandlung mit Katalysator für sauberes Wasser
Jedes Jahr gibt es vier Milliarden Fälle von Diarrhöe, die durch krankheitserregende Organismen in verschmutzten Wasservorräten verursacht werden. Davon sterben 2,2 Millionen Menschen, und die meisten davon sind Kinder. Die Infektion resultiert in extremer Dehydrierung, und bei chronischen Fällen kann es zu Fehlernährung kommen. Die rechtzeitige Behandlung der Infektion kann sich besonders in ärmeren Ländern als schwierig erweisen. Effektive Wassersterilisierung ist der Schlüssel zu diesem Problem. Zu Beginn der 1990er Jahre wurde eine billige, effektive Wasserbehandlung mit der Bezeichnung SODIS entwickelt, bei dem die synergistischen Wirkungen der Sonne und der Wassererwärmung genutzt wurde. Dabei wird das infizierte Wasser einfach in Plastikflaschen gegeben und wenn möglich voll dem Sonnenlicht ausgesetzt. Die Methode hat sich als äußerst erfolgreich erwiesen, und das Auftreten der Fälle wurde um 30 bis 80% gesenkt. Allerdings ist könnte durch diese Methode sterilisiertes Wasser nicht zur Bevorratung geeignet sein. Das AQUACAT-Projekt stellte sich deswegen der Herausforderung eine weitere kostengünstige Methode zu finden, bei der das erneute Wachstum von Mikroorganismen nach der Desinfektion geringer ist. Die untersuchte Methode basierte auf heterogener Fotokatalyse bei Verwendung von Sol-Gel-Folien mit Titandioxid (TiO2) über Glasringen. Zum Testen der Methode verwendete das schweizerische Team von der Ecole Polytechnique Federale de Lausanne natürlich infiziertes Quellwasser. Diese wurde in Plastikflaschen dem Sonnenlicht ausgesetzt. Wasser aus den verschiedenen Behandlungen wurde dann auf Fäkalkoliforme mit Hilfe des festgelegten Substrattests überprüft. Dazu gehört eine Farbänderung, die das Vorhandensein von Kolibakterien anzeigt. Die heterogene Katalyse verwendende Methode erwies sich als effektiver gegen alle Koliformen als die SODIS-Technik. Beispielsweise war an sonnigen Tagen bei Verwendung von immobilisiertem TiO2 die Hälfte der Zeit nötig, um das gleiche Desinfektionsniveau wie mit SODIS zu erreichen. Zudem wurde kein Wiedereinsetzen des Wachstums für Koliforme insgesamt oder für Fäkalkoliforme festgestellt, und das Wasser blieb sieben Tage lang verschmutzungsfrei. Die potenziellen Vorteile von desinfiziertem Wasser, das aufbewahrt werden kann, sind ganz offensichtlich. In trockenen und überwiegend trockenen Gebieten sowie an Orten, wo herkömmliche Mittel der Wasserbehandlung zeitweilig zusammenbrechen, stellt dies eine billige und einfache Alternative dar. Dafür ist auch kein ausgebildetes Personal oder teure Infrastruktur erforderlich.