Was tief unter der Erde in den Abwasserrohren unserer Kanalisation schwimmt, verrät viel darüber, was unsere Gesellschaft zu sich nimmt – und womit sie zu kämpfen hat. Der Konsum von Medikamenten und auch Drogen hinterlässt ebenso seine Spuren im Abwasser wie Krankheitserreger. Kein Zufall, dass Max von Pettenkofer Mitte des 19. Jahrhunderts mit dem Bau eines systematischen Abwassersystems in München Seuchen wie Typhus und Cholera bekämpfte.
Warnung aus dem Klärbecken
Heute, in Zeiten der Corona-Epidemie, besinnt sich die Wissenschaft auf diese Aussagekraft unserer Abwässer. Mehrere Wissenschaftler-Teams arbeiten derzeit an Analysemethoden, um aus dem Gehalt von SARS-Cov-2 von Abwässern auf die Verbreitung des Virus zu schließen. Die Hoffnung: Die Abwasserüberwachung könnte als Frühwarnsystem für das Auftauchen und die Zirkulation des Virus in der Bevölkerung dienen. So untersucht beispielsweise der Münchner Experte für Siedlungswasserwirtschaft der Technischen Universität München, Jörg E. Drewes, Proben des Münchner Abwassers gezielt nach dem Corona-Virus. Aus diesen Proben will der Wissenschaftler genauere Informationen über die Ausbreitung von Covid-19 in der Landeshauptstadt bekommen.
Corona-Spuren in Kläranlagen
Wie weit im Vorhinein Infektionen vorhergesagt werden können, zeigt eine Studie des niederländischen Wasserforschungsinstituts KWR. Ein Team um den Mikrobiologen Gertjan Medema konnte das Corona-Virus in zwei niederländischen Kläranlagen nachweisen, noch bevor in den betreffenden Gemeinden die ersten Corona-Fälle bekannt wurden. Die Spuren des Coronavirus gelangten über den Stuhlgang der Infizierten ins Abwasser.
"In Amersfoort haben wir das Virus am 5. März im Abwasser entdeckt. Der erste Corona-Patient in dieser Stadt ist erst eine Woche später registriert worden. Daraufhin haben wir nach weiteren Orten gesucht, die noch Corona-frei waren, die Watteninsel Terschelling zum Beispiel. Da haben wir dann ebenfalls gemessen und wurden fündig. Und so wie in Amersfoort ist auch auf Terschelling der erste Coronafall erst gut eine Woche später festgestellt worden.” Gertjan Medema, Chefmikrobiologe, KWR
Informationen über die Zirkulation des Virus
Je nach Konzentration des Virus im Wasser lässt sich feststellen, ob nur vereinzelt Menschen infiziert sind oder bereits sehr viele. Und ob die Zahl der Infizierten abnimmt oder steigt. Das Abwasser liefert wertvolle Zusatzinformationen über die Zirkulation des Virus. Für Länder wie die Niederlande, die sehr viel weniger Tests an Patienten durchführen als etwa Deutschland, ist dies eine gute Ergänzung.
Landesweite Corona-Untersuchung in Kläranlagen
In den Niederlanden werden seit Anfang April nun landesweit regelmäßig Abwasserproben bei allen mehr als 300 Kläranlagen des Landes für die Corona-Untersuchung genommen. Geleitet wird diese Untersuchung vom Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM), die für Öffentliche Gesundheit und Umweltschutz zuständige niederländische Behörde. Die Untersuchung erfährt großes Interesse aus dem Ausland:
"England hat sich gemeldet, Frankreich, Deutschland, aber auch Indien und Japan. Wir arbeiten eng mit der WHO zusammen." Ana Maria de Roda Husman, RIVM
Abwasser kein Übertragungsweg für Corona-Virus
Obwohl der Nachweis von Sars-Cov-2 im Abwasser ein entscheidendes Instrument für die Überwachung der Zirkulation des Virus in der Bevölkerung zu sein scheint, halten Experten es für unwahrscheinlich, dass das Abwasser zu einem wichtigen Übertragungsweg für das Corona-Virus werden könnte. Nach Einschätzung der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (Stand 9. April 2020) ist eine Übertragung von SARS-CoV-2 über den Weg des Abwassers sehr unwahrscheinlich. Auch das Umweltbundesamt weist darauf hin (Stand: 27. März 2020), dass es nach Angaben der WHO keine Hinweise darauf gebe, dass das SARS CoV-2 über den Wasserweg übertragen wird. Demnach scheiden nur wenige COVID-19-Patienten Viren im Stuhl aus.
Kein infektiöses Virus im Stuhl
Christian Drosten, Virologe der Berliner Charité, weist darauf hin, dass das Corona-Virus zwar im Stuhl sehr gut nachweisbar sei und sich damit auch gut für diagnostische Informationen nutzen lasse. Es handele sich dabei aber um kein infektiöses Virus. Eine entsprechende Probe auf Zellkulturen habe aber ergeben, dass das Virus dort nicht lebend anwächst.
Weitere Untersuchungen in der Schweiz
Auch wenn das Corona-Virus im Abwasser nicht infektiös ist – nachweisbar ist es. Die Methoden dafür zu optimieren - daran arbeitet auch ein Schweizer Forscherteam der ETH Lausanne (EPFL) und des Wasserforschungsinstituts (eawag) der ETH Zürich. Entstehen soll ein System, das einen Wiederanstieg der Infektionszahlen früher anzeigen kann als klinische Tests bei infizierten Menschen. Auch den Schweizer Wissenschaftlern gelang es, das Corona-Virus zu einem frühen Zeitpunkt im Abwasser zu messen, konkret als in der entsprechenden Bevölkerung von Lugano bzw. Zürich erst eine bzw. sechs Infektionen bekannt waren.
„Hier bereits ein Signal im Abwasser zu messen, konnten wir nicht erwarten" Umweltwissenschaftlerin Tamar Kohn, EPFL
Großflächiges Frühwarnsystem denkbar
Corona-Viren zu einem frühen Zeitpunkt des Ausbruchs aufzuspüren, ermöglicht es rückwirkend die Kurve des Infektionsanstiegs zu rekonstruieren. Hauptziel des Projekts ist jedoch nicht der Rückblick, sondern ebenfalls der Aufbau eines Systems mit Frühwarnfunktion.
"Mit Proben aus 20 großen, geografisch gut über die Schweiz verteilten Kläranlagen könnten wir das Abwasser von rund 2,5 Millionen Leuten überwachen." Umweltingenieur Christoph Ort, eawag