„Bevor irgendjemand eine Anlage baut, muss die Frage beantwortet sein: Wie stark ist die Belastung überhaupt, an welcher Stelle im Prozess entsteht sie, und rechtfertigt sie eine zusätzliche Stufe? Diese Zahlen liefern wir. Erst danach reden wir über Technik — nicht umgekehrt", erläutert Dr. Katrin Schuhen, Gründerin und Geschäftsführerin der Wasser 3.0 gGmbH.

Sylt: Aus Meerwasser werden Ressourcen und Daten

Auf Sylt erschließt das Projekt Meerwasser als Rohstoffquelle. Der Anlagenbauer Taprogge errichtet eine nachhaltige Entsalzung, bei der kein flüssiger Abfallstrom übrigbleibt. Aus dem Nordseewasser produziert die Sylter GenussMacherei gleich mehrere nutzbare Produkte: Meersalz, eine aufkonzentrierte Sole und potenzielles Trinkwasser, das im neuen Prozess gewonnen und anschließend analysiert und qualifiziert wird. Für eine Insel mit 18.000 Einwohnerinnen und Einwohnern und über 600.000 Gästen im Jahr ist das ein Beitrag zur Versorgungssicherheit. Für Küstenregionen in ganz Europa ist es ein Modell dafür, wie sich aus einem einzigen Rohstoff mehrere Wertströme gewinnen lassen.

Und genau hier setzt Wasser 3.0 an. Denn was in diesen Produkten landet, hängt davon ab, was vorher im Meerwasser war — und wie viel Mikroplastik dort tatsächlich enthalten ist, weiß bislang niemand genau. Das Unternehmen erhebt deshalb die Datengrundlage an jeder relevanten Stelle der Kette: im Rohwasser aus der Nordsee, in der Sole, im gewonnenen Meersalz und im potenziellen Trinkwasser, das der neue Prozess liefert. Wo im Prozess reichern sich Partikel an? Wie verändern sich die Werte über die Saison, wenn sich die Zahl der Menschen auf der Insel vervielfacht? Dafür passt Wasser  3.0 seine Analytik zur Mikroplastik-Detektion an die verschiedenen Wassermatrizes an und entwickelt Probenahme- und Auswertungsprotokolle, die reproduzierbare Vergleiche erlauben.

Erst auf dieser Basis wird bewertet, ob eine zusätzliche Entfernungsstufe nötig ist, wo im Prozess sie den größten Effekt hätte und ob sich der Aufwand ökologisch und wirtschaftlich rechtfertigen lässt. Fällt die Bewertung entsprechend aus, steht mit der Clump & Skim-Technologie von Wasser 3.0 ein erprobtes Verfahren bereit, das Mikroplastik filterfrei abschöpft. Auch das Gegenteil ist ein valides Ergebnis: Zeigen die Messungen keine relevante Belastung, wird keine Stufe gebaut — und auch diese Erkenntnis hilft jeder anderen Entsalzungsanlage in Europa weiter.

Aus dem Zusammenspiel entsteht ein übertragbares Vorgehensmodell für Küsten- und Inselgemeinden: erst wissen, was im Rohstoff steckt, dann entscheiden, welche Produkte daraus entstehen und welche Behandlung sie brauchen. Die Umsetzung vor Ort führt die Gemeinde List auf Sylt, die regionale Weiterverarbeitung des gewonnenen Meersalzes übernimmt die Sylter GenussMacherei. Genau das ist der Kern einer nachhaltigen Blue Economy: Meerwasser nicht nur nutzen, sondern zuerst verstehen.

Donau: über 50 Messpunkte, erhoben von Schulen und Freiwilligen

Dasselbe Prinzip trägt den zweiten Schwerpunkt. Wasser 3.0 leitet gemeinsam mit der Universität für Bodenkultur Wien eine Mikroplastik-Kampagne an der Donau: über 50 standardisierte Probenstellen, beprobt von Schülerinnen, Schülern und Freiwilligen, analysiert und zweifach validiert im Karlsruher Labor. Die Kampagne knüpft an das laufende Wasser-3.0-Vorhaben DONAU 2850 an, das erstmals eine durchgehende Kartierung des zweitlängsten Flusses Europas aufbaut.

Warum das zählt: Ein einzelnes Stück Plastik, das bei Ulm in den Fluss gerät, ist Wochen später im Schwarzen Meer — und zerfällt dort in Partikel, die niemand mehr einsammeln kann. Wer flussaufwärts misst, kann flussabwärts handeln. Alle Messwerte fließen offen zugänglich in die Global Map of Microplastics sowie in die europäischen Datenplattformen EMODnet und den Digitalen Zwilling des Ozeans.

Drei Rollen mit Verantwortung

Wasser 3.0 ist in REMEDIES 5.0 nicht nur Technologiegeber, sondern führt an drei Stellen:

• Leitung des Arbeitspakets zur Wasserbehandlung: Wasser 3.0 koordiniert europaweit, wie Monitoring- und Behandlungstechnologien an die 13 Standorte angepasst werden.
• Leitung des Demo-Standortes Sylt: fachliche Gesamtverantwortung von der Nullmessung über die Bewertung bis zum Nachweis.
• Gemeinsame Projektleitung der Donau-Kampagne mit der BOKU: Methodik, Schulung, Analytik und Auswertung der Bürgerdaten.

Damit überträgt das Unternehmen seine Strategie detect | remove | reuse erstmals in dieser Größenordnung in die Meerwasserumgebung und baut die Citizen Science Kampagnen rund um das Mikroplastik Mapping an Gewässern weiter aus.

Häufige Fragen zum Projektstart

Was ist REMEDIES 5.0?

REMEDIES 5.0 ist eine von der Europäischen Union geförderte Innovation Action im Rahmen der EU-Mission „Restore our Ocean and Waters by 2030“. 52 Partner aus 15 Ländern demonstrieren zwischen 2026 und 2030 an 13 Standorten über 20 Lösungen zur Wiederherstellung von Wasserfrontstädten und Häfen.

Welche Rolle hat Wasser 3.0 in dem Projekt?

Wasser 3.0 leitet den Demo-Standort auf Sylt, führt europaweit das Arbeitspaket zur Anpassung der Wasserbehandlungstechnologien und führt gemeinsam mit der BOKU in Wien die Projektleitung der Mikroplastik-Kampagne an der Donau. Der Schwerpunkt liegt zunächst auf der Datenerhebung: Belastungen messen, bewerten und daraus Handlungsempfehlungen ableiten.

Wird auf Sylt Mikroplastik aus dem Wasser entfernt?

Das entscheiden die Messdaten. Wasser 3.0 erhebt zuerst die Belastung des Rohwassers aus der Nordsee und aller daraus gewonnenen Produkte: Sole, Meersalz und das potenzielle Trinkwasser aus dem neuen Prozess. Auf dieser Grundlage wird bewertet, ob eine zusätzliche Entfernungsstufe erforderlich und sinnvoll ist und an welcher Stelle im Prozess sie den größten Nutzen bringt. Erst danach folgt die technische Entscheidung.

Wie funktioniert die Mikroplastik-Analytik von Wasser 3.0?

Wasser 3.0 setzt auf ein Nachweisverfahren mit Fluoreszenzmarkern, das Mikroplastik in Wasser schnell, reproduzierbar und kostengünstig sichtbar macht und sich auch zur laufenden Prozesskontrolle eignet. Details stehen auf der Seite zur Mikroplastik-Analytik.

Können Bürgerinnen und Bürger mitmachen?

Ja. Sowohl auf Sylt als auch entlang der Donau entstehen Citizen-Science-Programme mit standardisierten Probenahmeprotokollen und Schulungen. Schulen und Gruppen finden Einstiegsangebote unter Schulen & Citizen Science, eigene Messwerte lassen sich in die Global Map of Microplastics einspeisen.

Sind die Ergebnisse öffentlich zugänglich?

Ja. Wissenschaftliche Veröffentlichungen erscheinen im Open Access, Forschungsdaten werden nach den FAIR-Prinzipien in offenen Repositorien bereitgestellt. Der offizielle Projektsteckbrief steht auf CORDIS, laufende Berichte im Blog von Wasser 3.0.

Kläranlage Landau, Referenzstandort für die Abwasserbranche

Auf den zweiten Blick ist Landau etwas anderes: das Mikroplastik-Brennglas. Kaum ein anderer kommunaler Kläranlagenstandort in Europa kann auf eine vergleichbar dichte, durchgehend nach demselben Protokoll erhobene Datenbasis zum Mikroplastik im Ablauf verweisen. Seit 2021 wird hier mindestens zweimal im Monat gemessen – ohne Methodenwechsel, ohne Datenlücken. Hinzu kommen zahlreiche weitere Messungen aus Methodenuntersuchungen, Pilotversuchen und Vergleichskampagnen, die den Datenbestand zusätzlich verdichten.

Eine Zusammenarbeit, die schon 2014 begann

Der Ursprung liegt nicht in einem Förderprojekt, sondern im Hochschulbetrieb. 2014 begann Dennis Schober als hilfswissenschaftlicher Mitarbeiter in der Forschungsgruppe von Dr. Katrin Schuhen, damals Juniorprofessorin für Organische und Ökologische Chemie an der Universität in Landau. Aus dieser Gruppe heraus entstanden das Clump and Skim Verfahren zur Mikroplastik-Entfernung – und der Kontakt zur örtlichen Kläranlage, die von Beginn an als realer Versuchsraum diente.

Diese personelle und fachliche Kontinuität trägt bis heute: Schuhen ist seit 2020 Gründerin und Geschäftsführerin der gemeinnützigen Wasser 3.0 gGmbH in Karlsruhe, Schober arbeitet inzwischen hauptberuflich bei der KSSSüdpfalz und unterstützt weiterhin die Arbeiten von Wasser 3.0 als technischer Leiter (CTO). Er ist an den gemeinsamen Veröffentlichungen weiterhin beteiligt. Wissenschaft und Betrieb sitzen damit nicht nur am selben Tisch, sie teilen eine gemeinsame Vorgeschichte von mehr als zehn Jahren.

Institutionell verfestigt hat sich die Zusammenarbeit in mehreren Etappen: 2021 startete das standardisierte Mikroplastik-Messprogramm im Ablauf der kommunalen Kläranlage; 2022 beschloss der EWL-Verwaltungsrat, die Anlage dauerhaft als Forschungsstandort zu erhalten; seit 2023 ist Landau Demonstrationsstandort im EU-Vorhaben UPSTREAM.

Standardisierte Datenerfassung als Fundament 

Der entscheidende Unterschied zu vielen Messkampagnen liegt nicht in der Zahl der Proben, sondern in der Standardisierung. Landau war der Entwicklungsstandort für ein durchgängiges Protokoll von der Probenahme bis zur Auswertung.

Den Anfang machte eine 2023 in der Fachzeitschrift Analytica veröffentlichte Methodenstudie zur Mikroplastik-Detektion mit neu entwickelten Fluoreszenzmarkern. Über ein Jahr hinweg wurde der Ablauf der Kläranlage Landau beprobt, um ein vollständiges Verfahrensprotokoll aus 

• Probenahme mit 10-µm-Filterkartusche,
• Aufschluss mit Wasserstoffperoxid,
• Fluoreszenzfärbung,
• automatisierte Partikelzählung

zu entwickeln und zu überprüfen. Die neu entwickelten Farbstoffe erhöhten Selektivität und Signalstärke deutlich: Im direkten Vergleich wurden mit ihnen im Mittel 3,1-mal mehr Mikroplastikpartikel identifiziert als mit klassischem Fluoreszenzmarkern mit den bekannten methodischen Nachteilen.

Die Folgestudie zur beschleunigten Probenvorbereitung und dem Einsatz des neu entwickelten Fluoreszenzmarkers verkürzte den Laborweg bereits auf 2,5 Stunden von der Probennahme bis zum Messwert, bei Wiederfindungsraten zwischen 93,3 % (Polypropylen) und 101,7 % (Polyester). Die Rate falsch positiver Befunde durch Naturpartikel lag nach dem Aufschluss bei 5 bis 6 %. Zusätzlich belegt: Fluorpolymere wie PVDF und ETFE sind ebenfalls mit den neuen Markern nachweisbar. Der neue Fluoreszenzmarker, der unter dem vollständigen Namen abcr eco Wasser 3.0 detect mix MP-1 oder kurz MP-1 in der wissenschaftlichen Literatur und Kommunikation zu finden ist, hat die Prüfung auf „Herz  und Nieren“ überstanden. Die Standardprotokolle für die standardisierte Probennahme, Probenvorbereitung und Mikroplastik-Analyse sind seither kostenfrei verfügbar.

Zweimal im Monat, seit 2021 – und viele Messungen zusätzlich

Genau diese Kontinuität und Geschwindigkeit macht Landau möglich. Der Grundtakt ist seit 2021 unverändert: zweimal pro Monat eine standardisierte Beprobung des Ablaufs. Darüber hinaus laufen fortlaufend Messungen aus Methodenuntersuchungen, Pilotversuchen zur vierten Reinigungsstufe und Vergleichskampagnen mit anderen Anlagen und Wasserarten. Eine solche Dichte wäre mit Infrarot-, Raman- oder Pyrolyse-Gaschromatographie weder zeitlich noch wirtschaftlich darstellbar – und genau darin liegt der Grund, warum Landau als Brennglas funktioniert.

Die Langzeitauswertung dieser Messreihe erschien 2024 in der Fachzeitschrift Microplastics. Die Kernbefunde:

• Mittlere Mikroplastikkonzentration im Ablauf: 27,8 ± 29,8 Partikel je Liter, bei einer Spannweite von 0,6 bis 194,0 Partikeln je Liter.
• Hochgerechnet rund 1,5 × 10¹¹ Mikroplastikpartikel pro Jahr, entsprechend etwa 2,8 Millionen Partikeln je Einwohner und Jahr.
• Statistisch belastbare jahreszeitliche Muster ließen sich nicht nachweisen; es zeigt sich lediglich ein Trend zu niedrigeren Werten im Sommer. Direkte Zusammenhänge mit Abwasser- oder Wetterkennwerten fanden sich nicht.

Wer eine Kläranlage anhand von zwei Stichproben im Jahr bewertet, misst vor allem Zufall.

Die wichtigste Botschaft ist eine methodische: Einzelproben sind nicht repräsentativ. Bereits die erste Landauer Messreihe zeigte, wie stark die Belastung schwankt – an einem Beprobungstag lagen zwei Proben im Abstand von 15 Minuten bei 13 und bei 135 Partikeln je Liter, ein Faktor 10. 

Wenn die vierte Reinigungsstufe das Mikroplastik nicht mitnimmt

Landau ist zugleich Prüfstand für Technik. In einer Vergleichsuntersuchung von Oxidationsverfahren und Aktivkohle wurden an der Anlage Pilotanlagen zur UV-gestützten erweiterten Oxidation (Van Remmen UV Technology) und mit granulierter Aktivkohle betrieben. Das Ergebnis war unbequem und wichtig: Weder das Oxidationsverfahren noch die Aktivkohle entfernten Mikroplastik.

Vierte Reinigungsstufen sind auf gelöste Mikroschadstoffe ausgelegt; dispergierte Feststoffe erfassen sie nicht. Erst die Reihenschaltung mit dem Agglomerations-Fixierungs-Verfahren Wasser 3.0 PE-X® ermöglichte die gleichzeitige Entfernung beider Stoffgruppen.

Bestätigt wurde der Befund 2025 im Vergleich dreier Kläranlagen mit zwei, drei und vier Reinigungsstufen: Landau mit drei Stufen (21,8 Partikel je Liter) unterschied sich statistisch nicht belastbar von einer vierstufigen Anlage mit Pulveraktivkohle und Tuchfiltration (15,1) und von einer zweistufigen Anlage mit Membranbioreaktor auf Mykonos (15,1). Weder der Membranbioreaktor noch der Tuchfilter lösten das Mikroplastikproblem im Praxisbetrieb.

EU-Projekt UPSTREAM: die „4. Reinigungsstufe plus" im Dauerversuch

Seit 2023 ist die Kläranlage Landau-Mörlheim Demonstrationsstandort im europäischen Forschungs- und Innovationsvorhaben UPSTREAM (Förderkennzeichen 101112877). Von fünf Demonstrationsstandorten in Großbritannien, Spanien, Italien, Serbien und Deutschland ist Landau der einzige, an dem drei wichtige Bausteine zusammenkommen: schnelle Detektion über Fluoreszenzfärbung, Abbau von Mikroschadstoffen durch UV-gestützte erweiterte Oxidation und Entfernung von Mikroplastik mittels Clump & Skim Technologie Wasser 3.0 PE-X®.

Erprobt wird damit das, was Wasser 3.0 als „4. Reinigungsstufe plus" bezeichnet: eine Nachrüstlösung, die nicht nur gelöste Spurenstoffe, sondern auch partikelgebundene Fracht erfasst. Van Remmen UV Technology aus Wijhe in den Niederlanden bringt die Technik der erweiterten Oxidation ein, die UV-C-Licht mit Wasserstoffperoxid verbindet und dabei – anders als andere Oxidationsverfahren – keine Nebenprodukte wie Bromat, adsorbierbare organisch gebundene Halogene (AOX) oder N-Nitrosodimethylamin (NDMA) bildet.

Der inhaltliche Fokus geht bewusst über Mikroplastik hinaus und schließt auch lösliche Polymere, die fälschlicherweise auch gerne als „flüssiges Mikroplastik“ bezeichnet werden. Auch per- und polyfluorierte Verbindungen (PFAS) schließt die Studie ein. Hinzu kommen Auslaugungen, in denen sich Zusatzstoffe und Abbauprodukte der Kunststoffe wiederfinden. Für keine dieser Stoffgruppen besteht bislang eine Langzeit-Monitoring- und / oder Entfernungspflicht in und aus Abwässer kommunaler Kläranlagen. Die Diskussion über ihre Wirkung auf die Wasserqualität nimmt jedoch zu – und Betreiber, die frühzeitig belastbare Betriebsdaten haben, sind im Vorteil.

Ein Detail mit Signalwirkung: In Landau lässt sich die Wirkung der vierten Stufe deshalb sauber bewerten, weil die Bezugsgröße – der Ablauf der dritten Stufe – seit Jahren lückenlos vermessen ist. Ohne diese Ausgangsbasis wäre jede Prozentangabe zur Entfernungsleistung meinungsgebundene Auslegung statt datenbasierte Messung.

Gewässerüberwachung an der Queich

Der Kläranlagenablauf allein sagt wenig über den Gewässerzustand. Deshalb wird in Landau parallel die Queich beprobt – ein 52 Kilometer langer Zufluss des Rheins –, und zwar rund 400 Meter unterhalb der Einleitstelle bei Offenbach.

Die Ergebnisse dieses gekoppelten Vorgehens erschienen 2025 in einer Fallstudie zur Mikroplastik-Überwachung in Fließgewässern. Die Studie erfasste zusätzlich den Regenwasserüberlauf – jenen Pfad, der bei Starkregen ungeklärtes Mischwasser direkt ins Gewässer führt und in klassischen Messprogrammen meist unbeobachtet bleibt.

Diese Verknüpfung von Punktquelle, Entlastungspfad und Vorfluter ist der eigentliche Mehrwert des Standorts: Einleitung und Gewässerbelastung werden mit demselben Verfahren, denselben Nachweisgrenzen (ab 10 µm) und derselben Qualitätssicherung erfasst.

Probenahmestrategien: Wie viele Proben braucht Belastbarkeit?

Die jüngste Arbeit aus Landau widmet sich der Frage, an der die meisten Messprogramme scheitern. Eine Untersuchung zu Probenahmestrategien, Wiederfindung und Probenzahl vergleicht vier Wasserarten am Standort Landau: Kläranlagenablauf, Trinkwasser, Mischwasserentlastung und Oberflächenwasser der Queich.

Verglichen wurden zwei Vorgehensweisen: die klassische Schöpfprobe von 0,5 Litern und die Großvolumenfiltration von 100 Litern über einen 10-µm-Filter mit der Partikel-Probenahmeeinheit (PSU). Zur Kontrolle wurden Polyamid-Referenzpartikel zugegeben.

Der praktisch wichtigste Befund betrifft die Wirtschaftlichkeit: Der Zusammenhang zwischen Streuung und benötigter Probenzahl ist quadratisch. Wer die Standardabweichung halbiert, braucht nur noch ein Viertel der Proben. Jede Verbesserung des Verfahrens zahlt sich also überproportional aus – ein Argument, das Aufsichtsbehörden und Betreiber bei der Ausgestaltung künftiger Überwachungspflichten kennen sollten.

Anschluss an die Kommunalabwasserrichtlinie

Diese Erkenntnisse treffen auf einen Rechtsrahmen im Umbruch. Die Richtlinie (EU) 2024/3019 über die Behandlung von kommunalem Abwasser vom 27. November 2024 löst die Richtlinie 91/271/EWG ab und ist bis zum 31. Juli 2027 in nationales Recht zu überführen. Sie führt erstmals eine Überwachungspflicht für Mikroplastik ein: im Zu- und Ablauf kommunaler Behandlungsanlagen ab 10.000 Einwohnerwerten sowie – wo einschlägig, insbesondere bei landwirtschaftlicher Verwertung – im Klärschlamm. Für Anlagen ab 150.000 Einwohnerwerten ist die Beprobung mindestens zweimal jährlich vorgesehen, für kleinere Anlagen deutlich seltener. Parallel wird die Viertbehandlung für Anlagen ab 150.000 Einwohnerwerten gestaffelt verpflichtend, mit einer geforderten mittleren Entfernungsleistung von mindestens 80 % für die Kennsubstanzen nach Anhang I.

Die Zahlen aus Landau liefern dazu einen unbequemen Abgleich mit der Wirklichkeit. Bei einer Streuung von 41 % wären nach dem Rechenmodell der Landauer Untersuchung 21 Großvolumenproben nötig, um die mittlere Belastung mit ± 25 % anzugeben. Zwei Proben im Jahr ergeben eine Fehlermarge, die weit jenseits jeder Aussagekraft für Grenzwerte oder Trendbewertungen liegt. Für eine erste Abschätzung – gibt es hier überhaupt ein Thema? – reicht das; für Vollzug und Verursacherprinzip nicht.

Vom Modellstandort in die Welt: Übertragung nach Griechenland

Ein Verfahren, das nur an einem Standort funktioniert, ist kein Standard. Die Übertragung läuft über das europäische Vorhaben REMEDIES (Förderkennzeichen 101093964), ein Leuchhturmprojekt der EU-Mission zur Wiederherstellung von Ozeanen und Gewässern.

Im Januar 2024 wurde auf Mykonos eine die Wasser 3.0  PE-X® Technologie zur Mikroplastik-Entfernung in der kommunalen Kläranlage in Betrieb genommen. Für den analytischen Teil wurde das Landauer Protokoll übertragen: Die Probenvorbehandlung erfolgte in Griechenland, Färbung und Detektion in Landau – gleiche Parameter, gleiche Auswertung. Erst dadurch war der oben beschriebene Vergleich zwischen Landau, einer weiteren vierstufigen deutschen Anlage und dem griechischen Anwendungsfall methodisch sauber möglich. Mykonos ist dabei ein anspruchsvoller Prüffall: Der saisonale Tourismus lässt die Belastung zwischen unter 10.000 und 48.000 Einwohnerwerten schwanken.

Was der Fall Landau lehrt

Drei Punkte lassen sich aus mehr als vier Jahren Messbetrieb ableiten.

• Erstens: Kläranlagen bleiben bedeutende Punktquellen für Mikroplastik. Auch bei hoher Reinigungsleistung führen die großen Durchsatzmengen dazu, dass erhebliche Partikelzahlen ins Gewässer gelangen. Bestehende vierte Stufen ändern daran wenig, weil sie für gelöste Stoffe gebaut sind.
• Zweitens: Ohne Datendichte keine Aussage. Die Spannweite von 0,6 bis 194 Partikeln je Liter im selben Ablauf ist kein Messfehler, sondern die Wirklichkeit ungleich verteilter Partikel. Überwachungspflichten müssen die statistische Konsequenz daraus abbilden, sonst erzeugen sie Zahlen ohne Belastbarkeit.
• Drittens: Standardisierung schlägt Präzision im Einzelfall. Ein schnelles, robustes, überall gleich durchgeführtes Verfahren liefert für Trend- und Vollzugsfragen mehr als eine hochauflösende Analytik, die aus Kostengründen nur zweimal jährlich zum Einsatz kommt.

Damit wird ein Standort in der Südpfalz zum Brennglas für ein europäisches Problem. Nicht weil in Landau besonders viel Mikroplastik gemessen wird – sondern weil dort seit 2021 standardisierte und vergleichende Mikroplastik-Analytik angewendet wird.

Häufige Fragen

• Seit wann gibt es Mikroplastikdaten für die Kläranlage Landau?

Seit 2021, im festen Rhythmus von zwei Beprobungen pro Monat. Hinzu kommen zusätzliche Messungen aus Methoden-, Pilot- und Vergleichsuntersuchungen. Die zugrunde liegende Zusammenarbeit zwischen EWL und dem heutigen Team von Wasser 3.0 reicht bis 2014 zurück.

• Wie hoch ist die Mikroplastikbelastung im Ablauf?

Im Mittel 27,8 ± 29,8 Partikel je Liter ab 10 µm, bei einer Spannweite von 0,6 bis 194,0 Partikeln je Liter. Hochgerechnet entspricht das rund 1,5 × 10¹¹ Partikeln pro Jahr.

• Was ist die „4. Reinigungsstufe plus"?

Eine Verbindung aus UV-gestützter erweiterter Oxidation von Van Remmen UV Technology zur Entfernung gelöster Mikroschadstoffe und dem organosilanbasierten Agglomerationsverfahren Wasser 3.0 PE-X® zur Entfernung von partikelgebundenem Mikroplastik. Herkömmliche vierte Stufen erfassen Mikroplastik nachweislich nicht.

• Was schreibt die EU-Kommunalabwasserrichtlinie zu Mikroplastik vor?

Die Richtlinie (EU) 2024/3019 verpflichtet die Mitgliedstaaten, das Vorhandensein von Mikroplastik im Zu- und Ablauf von Anlagen ab 10.000 Einwohnerwerten sowie – wo einschlägig – im Klärschlamm zu überwachen. Eine Nachrüstpflicht eigens zur Mikroplastik-Entfernung enthält sie nicht. Umsetzungsfrist ist der 31. Juli 2027.

• Wie viele Proben braucht eine belastbare Mikroplastik-Überwachung?

Nach der Landauer Untersuchung sind für eine Fehlermarge von ± 25 % bei 95 % Konfidenz 21 Großvolumenproben oder 51 Schöpfproben nötig. Für ± 10 % steigt der Bedarf auf 131 beziehungsweise 312 Proben.

Messen, verstehen, handeln

Auf rund 450 Flusskilometern zwischen Vidin und Silistra entsteht die erste standardisierte Mikroplastik-Kartierung des bulgarischen Donauabschnitts. Möglich wird das durch die Analytik Wasser 3.0 detect – eine validierte Fluoreszenzmarker-Methodik, die mit versandfähigen Analytik-Kits arbeitet und damit erstmals ein flächendeckendes Citizen-Science-Monitoring über eine solche Distanz erlaubt. Mindestens 50 wissenschaftlich valide Datenpunkte werden erhoben und dauerhaft öffentlich in der Global Map of Microplastics publiziert.

Erhoben werden die Proben nicht allein im Labor: Bulgarische Schulklassen sowie Freiwillige beteiligen sich an der Probennahme und tragen ihre Ergebnisse selbst in die Datenbank ein. Grundlage der Bildungsarbeit ist das erprobte WASoMI-Bildungsformat von Wasser 3.0, das für dieses Projekt in Teilen auch in bulgarischer Sprache aufbereitet wird. LessPlastic Bulgaria wird zudem in der standardisierten Analytik geschult und verfügt damit über eine Kompetenz, die über die Projektlaufzeit hinaus trägt.

Europäischer Rahmen

Data4Danube Bulgaria ist ein eigenständiges Wissenschafts-, Bildungs- und Transformationsprojekt. Es zahlt auf die EU-Strategie für den Donauraum (EUSDR) ein, insbesondere auf den Schwerpunktbereich Wasserqualität sowie auf die Bereiche Bildung und Forschung und institutionelle Kapazitäten und Kooperation. Am Ende der Projektlaufzeit entsteht ein Policy Brief auf Bulgarisch und Englisch, der die Messdaten in konkrete Handlungsempfehlungen für Kommunen, das bulgarische Umweltministerium und EU-Institutionen übersetzt, sowie ein Stakeholder-Dialog in Bulgarien.

Der Partner vor Ort: LessPlastic Bulgaria

LessPlastic Bulgaria ist eine gemeinnützige Nichtregierungsorganisation mit Sitz in Sosopol. Ihre Wurzeln liegen in Deutschland: Ende 2016 als studentische Idee an der RWTH Aachen entstanden, inspiriert von einem Vortrag über das Anthropozän. Heute betreibt die Organisation Monitoring von Kunststoffabfällen an der bulgarischen Schwarzmeerküste, koordiniert Strandreinigungen, führt Workshops an Schulen und in Unternehmen durch und erstellt unabhängige Studien. Über 6.800 Kilogramm Abfall wurden durch die Arbeit der Freiwilligen bereits gesammelt; die Kampagne „Clean Christmas“ ist zu einer festen Größe geworden. Die Arbeit folgt vier Prioritäten, in deren Zentrum Bildung als Hebel für Veränderung steht.

Das Team ist zudem an wissenschaftlichen Studien zur Mikroplastikbelastung der bulgarischen Küste beteiligt – etwa zu Zusammensetzung und saisonaler Variation von Meeresmüll im Naturreservat Ropotamo, zu Mikroplastik in Sedimenten entlang der südwestlichen Küste und zu den Auswirkungen von Extremwetterereignissen auf treibenden Meeresmüll in der Bucht von Burgas.

Für Data4Danube Bulgaria übernimmt LessPlastic Bulgaria die Koordination vor Ort: Ansprache der Schulen entlang des Donauabschnitts, Mobilisierung der Freiwilligen, Bildungsworkshops auf Bulgarisch, lokale Presse- und Stakeholder-Arbeit sowie die Mitgestaltung des Policy Briefs.

Das sagen die Macher:innen

Dr. Katrin Schuhen, Geschäftsführerin Wasser 3.0 gGmbH:

„Ohne Daten gibt es keine Grundlage für Entscheidungen – und ohne Menschen, die diese Daten verstehen, keine Veränderung. Deshalb messen wir in Bulgarien nicht über die Köpfe hinweg, sondern gemeinsam mit Schulklassen, Freiwilligen und einem Partner, der vor Ort verwurzelt ist.“

Nikola Bobchev, LessPlastic Bulgaria:

„Wir arbeiten seit Jahren am Schwarzen Meer – dort landet, was die Donau transportiert. Mit diesem Projekt können wir erstmals flussaufwärts messen, statt nur die Folgen einzusammeln.“

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Über die Baden-Württemberg Stiftung / Perspektive Donau

Mit dem Programm Perspektive Donau unterstützt die Baden-Württemberg Stiftung Projekte in den Bereichen Bildung, Kultur und Zivilgesellschaft im Donauraum. Das Programm ist in die EU-Donauraumstrategie eingebettet und fördert Vorhaben, die gemeinsam mit Partnerorganisationen aus der Donauregion umgesetzt werden.

Denn Niedrigwasser verändert nicht nur, was aus dem Fluss herausragt. Es verschiebt zwei Größen, die darüber entscheiden, wie belastet ein Gewässer tatsächlich ist – und die weder auf einem Foto noch in einem Grenzwert auftauchen: den Verdünnungsfaktor und den Verteilungsfaktor. Beide sind erst in den vergangenen drei Jahren großflächig quantifiziert worden.

Der Verdünnungsfaktor – gültig für Chemikalien aller Art

Die Ausgangslage ist einfach und wird trotzdem selten ausgesprochen. Kläranlagen und Industriebetriebe leiten bei Trockenheit ungefähr dieselben Mengen ein wie sonst auch. Was fehlt, ist das Wasser, das diese Einträge verdünnt. Die Fracht bleibt, der Nenner schrumpft, die Konzentration steigt. Der Verdünnungsfaktor beschreibt genau dieses Verhältnis: Flussabfluss geteilt durch Einleitmenge. Er gilt für alle gelösten Stoffe gleichermaßen – für Nährstoffe, Arzneimittelrückstände, Industriechemikalien, Biozide, Salze.

Wie systematisch dieser Effekt wirkt, zeigt eine Auswertung in Nature Reviews Earth & Environment (2023). Der Vergleich von 965 Fallstudien ergab: Unter Dürren und Hitzewellen verschlechtert sich die Gewässergüte in 68 Prozent der ausgewerteten Fälle – deutlich häufiger als bei Starkregen und Hochwasser (51 Prozent) oder unter langfristigem Klimawandel (56 Prozent). Als Hauptmechanismus nennen die Autorinnen und Autoren ausdrücklich die verringerte Verdünnung von Einträgen aus Punktquellen, verbunden mit sinkendem Sauerstoffgehalt und steigenden Wassertemperaturen.

Für deutsche Flüsse ist das inzwischen konkret belegt. Eine Studie in Science of the Total Environment (2024) wertete Monitoringdaten der Jahre 2010 bis 2020 für Rhein und Elbe aus und verglich das Dürrejahr 2018 mit Referenzjahren. Ergebnis: Die Konzentrationen von Carbamazepin, Sulfamethoxazol und Metoprolol stiegen an, getrieben von der fehlenden Verdünnung. Für Carbamazepin wurde an drei von sechs Messstellen der oberen Elbe ein signifikanter Anstieg um 45 Prozent gemessen. Die Wassertemperatur lag rund 1,5 Grad (Elbe) beziehungsweise 2,0 Grad (Rhein) über dem Normalwert.

Bemerkenswert ist der Gegenbefund derselben Studie: Diclofenac ging zurück – nicht, weil weniger eingetragen wurde, sondern weil der Stoff bei höheren Wassertemperaturen schneller abgebaut wird. Wer allein Konzentrationen betrachtet, kann einen solchen Effekt fälschlich als Entwarnung lesen.

Ebenfalls aufschlussreich: Die regenwasserdominierte Elbe verschlechterte sich stärker als der schneeschmelzgeprägte Rhein, weil ihr Verlust an Verdünnungskapazität größer ausfiel. Genau diese Ungleichverteilung hat eine europaweite Modellierung in Water Research (2025) quantifiziert. Sie unterscheidet erstmals zwischen dauerhaft und zeitweise wasserführenden Flussabschnitten: In zeitweise trockenfallenden Abschnitten lag der Verdünnungsfaktor im Jahresmittel 4,6-mal niedriger als in dauerhaft wasserführenden – im August bis zu 10,8-mal niedriger. Unter dem hohen Emissionsszenario RCP8.5 sinkt der jährliche Verdünnungsfaktor in zwei Dritteln aller untersuchten Flussabschnitte signifikant. Unter RCP2.6 bleibt er weitgehend unverändert.

In Trockenperioden nähern sich Flussabschnitte damit einem Zustand an, den die Fachliteratur als „effluent-dominated“ beschreibt: Gewässer, deren Wasserführung überwiegend aus Kläranlagenabläufen besteht. Was dort ankommt, ist keine verdünnte Fracht mehr, sondern annähernd die Ablaufqualität selbst.

Warum Grenzwerte diesen Effekt nicht abbilden

Hier liegt die eigentliche regulatorische Lücke. Umweltqualitätsnormen und Einleitgrenzwerte sind Konzentrationswerte – Sie werden in Mikrogramm pro Liter angegeben. Sie setzen implizit eine Wassermenge voraus. Sinkt der Abfluss, kann eine Einleitung vollständig genehmigungskonform bleiben und trotzdem ökologisch überlastend wirken, weil die Konzentration im Gewässer steigt, ohne dass sich an der Einleitung selbst irgendetwas geändert hätte.

Dass diese Lücke erkannt ist, zeigt die novellierte EU-Kommunalabwasserrichtlinie (EU) 2024/3019: Sie nennt Gewässerabschnitte mit niedrigen Verdünnungsverhältnissen ausdrücklich als Kriterium für die Ausweisung von Risikogebieten, in denen eine vierte Reinigungsstufe erforderlich wird. Der Verdünnungsfaktor wird damit erstmals zu einer regulatorisch relevanten Größe.

Wie viel davon abhängt, hat eine Modellierung von Kardos et al. in Environmental Sciences Europe (2025) am Beispiel Ungarns durchgerechnet. Die strengeren Nährstoffanforderungen der Novelle verbessern laut der Modellierung den ökologischen Zustand demnach deutlich. Für Arzneimittelwirkstoffe wie Diclofenac bleibt die Lage dagegen kritisch: Auch nach vollständiger Umsetzung wären über 40 Prozent der untersuchten Gewässerabschnitte betroffen. Entscheidend ist der Befund zur Ursache: Der stärkste Zusammenhang mit Grenzwertüberschreitungen ergab sich nicht aus der Anlagengröße, sondern aus dem Verdünnungsfaktor des aufnehmenden Gewässers. Die Studie empfiehlt deshalb, die Verdünnungskapazität bei der Priorisierung von Anlagenertüchtigungen systematisch zu berücksichtigen.

Dass sich Dürre-Reaktionen sogar vorhersagen lassen, zeigt eine Analyse in Environmental Research: Water (2025): Aus dem langfristigen Zusammenhang zwischen Konzentration und Abfluss lässt sich ableiten, welche Einzugsgebiete bei Trockenheit mit steigenden Werten reagieren. Gebiete, in denen Punktquellen dominieren, zeigen während Dürren regelmäßig Konzentrationsmaxima – auch dann, wenn diese Quellen über das Jahr gesehen nur einen kleinen Teil der Gesamtfracht ausmachen.

„Wir regulieren eine Konzentration und meinen eigentlich eine Wirkung“, sagt Dr. Katrin Schuhen, Gründerin und Geschäftsführerin der Wasser 3.0 gGmbH. „Solange der Abfluss stabil ist, funktioniert diese Vereinfachung. In einem Sommer wie diesem funktioniert sie nicht mehr. Verdünnung ist keine Reinigung – sie ist eine Tarnkappe.“

Der Verteilungsfaktor – warum Mikroplastik anders funktioniert

Für Mikroplastik greift die Verdünnungslogik zu kurz. Partikel lösen sich nicht auf, sie verteilen sich zwischen zwei Kompartimenten: der Wassersäule und dem Sediment. Welcher Anteil sich wo befindet, hängt von Polymerdichte, Partikelgröße, Form und vor allem von der Strömung ab. Auch hier liefert die jüngste Forschung erstmals Größenordnungen.

Flumeversuche in Scientific Reports (2024) zeigen, dass sandbettgeprägte Flüsse bis zu 40 Prozent ihrer Mikroplastikfracht im Sedimentbett speichern können. Das Flussbett ist damit kein Nebenschauplatz, sondern ein Hauptspeicher.

Wie stark die Strömung diesen Anteil steuert, hat eine Feldstudie in Environment International (2023) erstmals direkt gemessen. Sie belegt die Einlagerung von Mikroplastik im Flussbett unter Niedrigwasserbedingungen und dessen Austrag bei hohen Abflüssen: Ein saisonales Regenereignis exportierte 34,86 Prozent des im Flussbett gespeicherten Mikroplastiks – umgerechnet rund 8,57 Tonnen. Breite Flussabschnitte erwiesen sich wegen der dort geringeren Fließgeschwindigkeit als bevorzugte Ablagerungszonen.

Dass diese Verteilung unmittelbar der Hydrodynamik folgt, bestätigt eine Untersuchung an der mäandrierenden Lys in Belgien, veröffentlicht in Communications Earth & Environment (2024): Im Flussbett lagen die Mikroplastik-Konzentrationen in den strömungsberuhigten Uferbereichen rund eine Größenordnung höher als im Stromstrich – die niedrigsten Werte fanden sich im Außenbogen, wo Erosion dauerhafte Ablagerung verhindert.

Säulenversuche in Microplastics and Nanoplastics (2024) ergänzen die Tiefenverteilung: Der Großteil der untersuchten Polystyrolpartikel wurde in den obersten 15 bis 20 Zentimetern des Sediments zurückgehalten. Kleine Partikel zwischen 100 und 500 Mikrometern wanderten jedoch bis in 50 Zentimeter Tiefe – sie können über den hyporheischen Austausch oder Uferfiltration bis in alluviale Grundwasserleiter gelangen.

Der entscheidende Punkt ist die Umkehrbarkeit. Eine Übersicht in Environmental Research Letters (2025) beschreibt Flüsse als „Mikroplastik-Fabriken“: Reduzierte Strömung fördert Sedimentation, das abgelagerte Material ist dafür länger UV-Strahlung und biologischem Abbau ausgesetzt – was die Fragmentierung beschleunigt, sobald es beim nächsten Hochwasser wieder mobilisiert wird. Eine Modellierung in Environmental Science and Pollution Research (2025) beschreibt Uferbereiche entsprechend als temporäre Senken, die bei Niedrig- und Mittelwasser anreichern und bei hohen Abflüssen wieder abgeben.

Anders gesagt: Bei Trockenheit wird der Fluss nicht sauberer. Er lagert um – und was er einlagert, kommt kleinteiliger zurück.

Was daraus für Messung und Bewertung folgt

Beide Faktoren führen zur selben methodischen Konsequenz: Eine Konzentrationsangabe ohne hydrologischen Kontext ist nicht interpretierbar.

Wie deutlich das messbar wird, zeigt eine zweijährige Messreihe am Taff Bargoed in Wales (2025): Die Mikroplastik-Konzentration korrelierte dort signifikant mit dem Abfluss – ein reiner Verdünnungseffekt –, während zwischen transportierter Fracht und Abfluss praktisch kein Zusammenhang bestand. Konzentration und Fracht verhalten sich also unabhängig voneinander. Wer nur eine der beiden Größen berichtet, beschreibt das Gewässer unvollständig.

Dass hydrologische Extreme in beide Richtungen wirken, dokumentiert eine Langzeitauswertung der Mosel in Environmental Sciences Europe (2025) auf Basis hochaufgelöster Daten der Jahre 2010 bis 2022: Starkregen mobilisiert Sedimente und daran gebundene Schadstoffe, Trockenheit erhöht die Konzentrationen über die fehlende Verdünnung. Eine Bewertung, die nur eine der beiden Situationen abbildet, greift zu kurz.

Für Messkampagnen bedeutet das dreierlei: Abflussdaten müssen zeitgleich erhoben werden. Wassersäule und Sediment gehören gemeinsam betrachtet, weil eine Verschiebung zwischen den Kompartimenten sonst als Belastungsrückgang fehlgedeutet wird. Und Werte aus Niedrigwasserphasen sind nicht ohne Weiteres mit Werten aus Mittel- oder Hochwasserphasen vergleichbar.

Für die Bewertung folgt daraus ein Vorschlag, der über die aktuelle Praxis hinausgeht: Neben der Anlagengröße gehört die Verdünnungskapazität des aufnehmenden Gewässers in die Priorisierung von Maßnahmen – und für Mikroplastik braucht es Bewertungsgrößen, die das Sediment einschließen. Wie sich vergleichbare Messreihen über lange Zeiträume und unterschiedliche Wassertypen hinweg praktisch erzeugen lassen, zeigt die standardisierte Mikroplastik-Analytik von Wasser 3.0, bei der ein innovativer Fluoreszenzmarker Kunststoffpartikel selektiv anfärbt; ein mehrjähriges Monitoring an einer kommunalen Kläranlage belegt die Tragfähigkeit des Ansatzes.

Was der sichtbare Täter verdeckt

Bemerkenswerterweise sind auch die Wracks selbst Teil dieser Bilanz – nur anders als vermutet. Das Umweltbundesamt ordnet Wracks aus dem Zweiten Weltkrieg weltweit als größte Gruppe potenziell verschmutzender Schiffswracks ein: Sie können Öl, Munition und schadstoffhaltige Fracht freisetzen. Durchrostende Munitionshüllen geben sprengstofftypische Verbindungen wie TNT und weitere Nitroaromaten sowie Schwermetalle ab; für TNT hat das UBA 2026 eigene Umweltqualitätsnormen abgeleitet. Belastbare Messreihen stammen bislang überwiegend aus Nord- und Ostsee, nicht aus Binnengewässern – als Risikoanalogie bleibt der Punkt dennoch bemerkenswert.

Das Objekt, das derzeit als Dürre-Symbol fotografiert wird, ist selbst ein Beispiel für genau jene unsichtbare Belastung, über die kaum berichtet wird.

Warum das eine Wahrnehmungsfrage ist

Dass sichtbare Objekte die Aufmerksamkeit binden, ist gut belegt. Menschen schätzen Risiken nach der Abrufbarkeit von Bildern ein, nicht nach Datenlage. Konkrete Bilder verringern die wahrgenommene Distanz zu einem Umweltproblem, abstrakte vergrößern sie. Und die Kapazität für Sorge und Aufmerksamkeit ist begrenzt: Akute, sichtbare Bedrohungen verdrängen schleichende. Ein Verdünnungsfaktor hat kein Bild. Ein Verteilungsfaktor auch nicht.

Der naheliegende Schluss – also drastischere Bilder – trägt allerdings nicht. Eine Untersuchung von Wang et al. zeigte, dass psychologische Nähe zwar umweltbezogenes Verhalten vorhersagt, ihre gezielte Manipulation es aber nicht erhöht.

„Wir brauchen kein dramatischeres Bild, wir brauchen eine Karte“, sagt Schuhen. „Ein Wrack erzeugt Betroffenheit für drei Tage. Ein Messpunkt mit Koordinaten erzeugt eine Zuständigkeit.“

Datengrundlage schaffen: DONAU 2850

Genau diese Fragen stehen hinter der Kampagne DONAU 2850, mit der Wasser 3.0 gemeinsam mit dem Extremschwimmer Dr. Joseph Heß derzeit die gesamte Donau auf Mikroplastik kartiert – rund 2.850 Kilometer durch zehn Länder mit sehr unterschiedlichen Ausbaustufen der Abwasserbehandlung. Eine durchgehende Messreihe mit identischer Methodik über dieses Gefälle hinweg existiert bisher nicht. Alle Messwerte fließen georeferenziert und laufend aktualisiert in die Global Map of Microplastics ein – einschließlich der Punkte ohne Nachweis. Die erste Einordnung der Messdaten für den ersten Abschnitt liegt vor.

Finanzierung über Spenden und Sponsoring

Ein Vorhaben dieser Dimension passt in keine klassische Förderkulisse und wird nicht aus EU-Mitteln für den Donauraum finanziert. Es trägt sich über Spenden, Sponsoring und Projektpartnerschaften; direkt unterstützen lässt sich die Kampagne über Schwimm mit gegen Mikroplastik.

„Jeder finanzierte Kilometer ist ein Messpunkt mehr auf der Karte“, so Schuhen. „Und jeder Messpunkt ist ein Argument, das sich in Brüssel und in den Kommunen nicht mehr wegdiskutieren lässt.“

Hintergründe zur Ermittlungsarbeit bietet das Buch „Kriminalfall Mikroplastik“; 100 Prozent der Erlöse fließen in die Donau-Challenge sowie in Forschungs- und Bildungsarbeit für Wasser ohne Mikroplastik. 

Es handelt sich um eine erste Einordnung, nicht um eine abgeschlossene wissenschaftliche Auswertung. Die Kampagne DONAU 2850 läuft weiter; bis zur Mündung ins Schwarze Meer kommen über 200 weitere Datenpunkte hinzu. Deshalb steht hier das Muster im Vordergrund, nicht der einzelne Messwert. Alle Werte sind offen einsehbar: Sie fließen georeferenziert und laufend aktualisiert in die Global Map of Microplastics ein.

Das Muster: wenige Eintragsstellen, lange unauffällige Strecken

Über den gesamten Abschnitt liegt der Durchschnittswert um ein Vielfaches über dem typischen Messwert. Dieser Unterschied ist die eigentliche Nachricht: Einzelne stark belastete Punkte ziehen den Mittelwert nach oben, während der Fluss auf weiten Strecken unauffällig bleibt. Wer nur den Durchschnitt kommuniziert, beschreibt eine Donau, die es so nicht gibt. Wer nur über die Ausreißer spricht, übertreibt. 

Die Ausreißer verteilen sich nicht zufällig. Sie häufen sich an wiederkehrenden Strukturtypen: an Kläranlagen-Einleitungen, an Stauhaltungen und Wasserkraftstandorten, an Nebenflussmündungen und in stark mäandrierenden, strömungsberuhigten Flussschlingen. Direkt benachbarte Proben fallen jeweils wieder auf ein niedriges Niveau zurück. Die Hotspots liegen also einzeln und ohne messbare Nachwirkung flussabwärts – ein Muster, das für Punktquellen typisch ist.

„Was wir sehen, ist keine gleichmäßig verschmutzte Donau, sondern eine Kette von Eintragsstellen mit sauberen Abschnitten dazwischen", sagt Dr. Katrin Schuhen, Gründerin und Geschäftsführerin von Wasser 3.0. „Das klingt zunächst beruhigend, ist aber vor allem eine Arbeitsanweisung. Wer weiß, wo Mikroplastik in den Fluss gelangt, kann genau dort ansetzen – statt Gewässerschutz mit der Gießkanne zu betreiben."

Kläranlage als Punktquelle: Ein Lehrbuchbefund

Am aussagekräftigsten sind die Vorher-Nachher-Vergleiche am Vorfluter kommunaler Kläranlagen. So konnte das Team zum Beispiel oberhalb der Einleitstelle einer kommunalen Kläranlage kein Mikroplastik nachweisen, unterhalb dagegen deutlich. Ein Fall, der sich präzise in die internationale Studienlage einfügt und den auch die Befunde der diesjährigen Fluss-Beprobungen an Neckar und Neiße bestätigen.

Dass das Signal ausgerechnet dort so klar hervortrat, wo der Fluss davor unbelastet war, ist kein Zufall. Eine Untersuchung an zwei Kläranlagen in Südost-Michigan zeigte, dass der Effekt einer Punktquelle verschwindet, sobald die Hintergrundbelastung hoch genug ist. Punktquellen werden sichtbar, wenn der Fluss davor sauber ist – ein Grund, warum flächendeckendes Messen mehr liefert als Stichproben in Ballungsräumen.

Auch die auffälligen Werte an Stauhaltungen haben eine Entsprechung in der Literatur: Eine Pilotstudie am Raquette River fand erhöhte Konzentrationen oberhalb von Wasserkraftwerken und an Flussmündungen – die Strukturtypen, die auch an der Donau hervortreten. Wie Mikroplastik in Kläranlagen zurückgehalten und entfernt werden kann, ist technisch längst keine offene Frage mehr. Doch bisher fehlt die Gesetzgebung und Regulatorik für ein Handeln entlang der Hotspots und demnach einem umfangreichen Vermeiden von Mikroplastik-Einträgen in die Umwelt. 

Nebenflüsse liefern, der Hauptstrom verdünnt

Der zweite Befund zeigt sich am Passauer Dreiflüsseeck am deutlichsten. Am selben Tag gemessen, lagen Inn und Ilz klar über der Donau – im Hauptstrom war zum selben Zeitpunkt nichts nachweisbar. Die Fracht kommt also aus den Zuflüssen, nicht aus dem großen Strom.

Auch das ist kein Sonderfall. Die Szigetköz-Studie fand in der Mosoni-Donau deutlich höhere Werte als in der Hauptdonau. Schrank et al. fanden im deutschen Donau- und Rheineinzugsgebiet die höchsten Werte ihrer gesamten Kampagne überwiegend in Nebenflussmündungen. Am Taff Bargoed in Wales blieb die Konzentration über zwei Kilometer konstant und stieg erst unterhalb einer Einmündung deutlich an. Und eine Untersuchung an Zusammenflüssen im brasilianischen Paraíba-do-Sul-Becken ordnet Zuflüsse generell als hochrelevante Eintragspfade ein.

Warum der Ausschlag flussabwärts wieder verschwindet, erklären Modellierungen zur Mikroplastik-Dynamik in Flusssystemen. Die Erklärung liegt auf der Hand: Der Wasserabfluss transportiert und verdünnt zugleich. Ein kleiner, hoch belasteter Zufluss kann die Konzentration im wesentlich abflussstärkeren Hauptstrom nicht messbar anheben – die eingetragene Fracht steigt trotzdem. Diese Unterscheidung zwischen Konzentration und Fracht sauber zu belegen, erfordert zeitgleiche Abflussdaten. Sie zu ergänzen, ist Teil des nächsten Auswertungsschritts.

Niedrigwasser: warum der Zeitpunkt der Probenahme mitgemessen wird

Beprobt wurde im Juli 2026, mitten in einer ausgeprägten Niedrigwasserphase. Der Niedrigwasser-Informationsdienst des Bayerischen Landesamts für Umwelt wies für die Donau zu diesem Zeitpunkt sehr niedrige Wasserstände aus; am Pegel Passau wurden Marken unterschritten, die im Vorjahreszeitraum an keinem einzigen Tag erreicht worden waren.

Das ist keine hydrologische Randnotiz, sondern Teil der Interpretation. Bei geringem Abfluss sinken Fließgeschwindigkeit und Turbulenz, die Wassersäule durchmischt sich schlechter, und strömungsberuhigte Zonen wirken stärker als Sammelbecken. Dass die höchsten Werte in einer stark mäandrierenden Flussschlinge und an Stauhaltungen auftraten, passt genau in dieses Bild – und mahnt zugleich zur Vorsicht: Eine Kampagne bei Mittel- oder Hochwasser könnte ein anderes Muster zeigen.

Standardisierte Mikroplastik-Analytik liefert vergleichbare Daten – nicht nur für die Donau

Möglich macht solche Vergleiche über Hunderte Kilometer hinweg die von den Innovator:innen der Wasser 3.0 gGmbH entwickelte und seit vielen Jahren im Einsatz befindliche, standardisierte Mikroplastik-Analytik: Ein innovativer Fluoreszenzmarker färbt Kunststoffpartikel selektiv an, sodass sie von natürlichen Partikeln unterschieden und ausgezählt werden können – schneller und kostengünstiger als klassische Laborverfahren und ohne Großlabor einsetzbar. Erst dadurch wird die Beprobung ganzer Flusssysteme mit identischer Methodik überhaupt praktikabel. Und damit nicht genug. Die Mikroplastik-Analytik funktioniert für Flüsse und Seen genauso wie für Kläranlagen-Abwässer, industrielle Abwässer und Meerwasser. Auch Trinkwasseranalytik ist möglich. Damit liefert das Team rund um Dr. Katrin Schuhen die Antworten zur Standardisierung über alle Wassertypen und Belastungsstufen und die Grundlage für flächendeckende Überwachung der Mikroplastik-Konzentrationen in unserer Umwelt.

Ausblick: über 200 weitere Datenpunkte und zehn Regulierungsniveaus

Mit 687 von rund 2.850 Kilometern ist knapp ein Viertel der Strecke ausgewertet. Bis zum Schwarzen Meer werden über 200 weitere Datenpunkte aufgezeichnet – und genau dort wird es aufschlussreich. Flussabwärts durchquert die Donau zehn Länder mit sehr unterschiedlichen Ausbaustufen und Regulierungen in der Abwasserbehandlung.

Die novellierte EU-Kommunalabwasserrichtlinie (EU) 2024/3019 ist seit dem 1. Januar 2025 in Kraft und bis zum 31. Juli 2027 in nationales Recht umzusetzen. Sie verpflichtet Kläranlagen ab 150.000 Einwohnerwerten stufenweise bis Ende 2045 zu einer vierten Reinigungsstufe, in Risikogebieten bereits ab 10.000 Einwohnerwerten. Der Ausbaustand im Donauraum ist jedoch sehr ungleich verteilt: Der Großteil der Investitionen entfiel bislang auf die 2004 beigetretenen EU-Staaten, während der Abwassersektor in den flussabwärts gelegenen Nicht-EU-Ländern deutlich weniger entwickelt ist. Eine durchgehende Messreihe mit identischer Methodik über dieses Gefälle hinweg existiert bisher nicht.

Parallel beginnt für die bereits vorliegenden Daten der zweite Auswertungsschritt: eine Demografie- und eine detaillierte Hotspotanalyse. Verknüpft werden unter anderem Kläranlagenstandorte und -größenklassen, Einleitstellen und Abflussverhältnisse. Erst daraus entstehen belastbare Aussagen zu einzelnen Eintragspfaden – und konkrete Handlungsempfehlungen für Kommunen, Betreiber und Politik. Die vollständige Auswertung mit allen Einzelwerten folgt zum Abschluss der Kampagne.

Finanziert über Spenden und Sponsoring – weitere Partner gesucht

Ein Vorhaben dieser Dimension passt in keine klassische Förderkulisse und wird auch nicht aus EU-Mitteln für den Donauraum finanziert. Es trägt sich über Spenden, Sponsoring und Unternehmenspartnerschaften. Wasser 3.0 sucht deshalb weiterhin Unternehmen, Stiftungen und Privatpersonen, die als Kilometerpartner, Sponsor oder Spender einsteigen möchten.

„Jeder finanzierte Kilometer ist ein Messpunkt mehr auf der Karte", so Schuhen. „Und jeder Messpunkt ist ein Argument mehr, welches in Brüssel und in den Kommunen nicht mehr wegdiskutiert werden kann."

Die Optionen sind unter Spenden, Sponsoring und Projektpartnerschaften zusammengestellt; direkt unterstützen lässt sich die Kampagne über Schwimm mit gegen Mikroplastik. Hintergründe zur Ermittlungsarbeit bietet das Buch „Kriminalfall Mikroplastik"; 100 Prozent der Erlöse fließen in die Donau-Challenge und weitere Forschungs- und Bildungsarbeit.

Mikroplastik-Mapping an Neiße, Neckar und Donau: der aktuelle Datenstand

Mapping heißt hier nicht Stichprobe an gut erreichbaren Brücken, sondern der komplette Fluss: systematisch, georeferenziert und mit identischer Methodik von der Quelle bis zur Mündung. Genau diese lückenlose Kartierung ganzer Flusssysteme fällt bislang durch das Raster – weil sie in keine Projektlaufzeit passt. Der aktuelle Stand: 112 Proben an der Lausitzer Neiße, 161 Proben am Neckar, dazu der laufende Deutschland-Abschnitt der Donau, bislang eingespielt bis Passau, sowie 11 Proben aus ihren Quellflüssen Brigach und Breg. Ausgewertet sind damit bereits die ersten rund 1.200 Flusskilometer – ein Zwischenstand, kein Endstand, denn mit jedem Kampagnenabschnitt kommen weitere Proben hinzu. Schon dieser Zwischenstand liefert eine Größenordnung mehr Daten als die erste komplette Flusskartierung an der Alb rund um Karlsruhe im Jahr 2023 – und ist bereits wegweisend.

Warum Neiße, Neckar und Donau das Spektrum europäischer Flüsse abbilden

Die Auswahl deckt fast das gesamte Spektrum europäischer Flüsse ab: Die Neiße als Grenzfluss mit schwerer industrieller Textil-Vorgeschichte, der Neckar als Testfall für Dichte – über vier Millionen Menschen, hohe Kläranlagendichte, feinstes Raster – und die Donau als europäische Dimension mit zehn Ländern und rund 2.850 Kilometern. Die aktuell laufende Kampagne DONAU 2850 ist längst nicht am Ende.

Offene Gewässerdaten als Hebel: Warum Datentransparenz Regulierung ermöglicht

Statt Ergebnisse jahrelang hinter einer Paywall zu verwahren, fließen alle Messwerte offen und standardisiert in die Global Map of Microplastics ein. Der Grund: Fehlende Daten sind das wirksamste Argument gegen Regulierung. Solange niemand belastbar sagen kann, wie viel Mikroplastik wo im Wasser steckt, bleibt jede politische Maßnahme angreifbar. Eine öffentliche Karte mit Hunderten Messpunkten verändert, was ein Betreiber einer Kläranlage über seinen Ablauf sagen kann, was eine Kommune berichtet – und worüber in Brüssel verhandelt wird.

Von der Karte zum Hotspot: Kläranlagen als Punktquellen für Mikroplastik

Über alle Kampagnen hinweg zeigt sich ein klares Muster: Je näher eine Messstelle an einer Kläranlage liegt, desto mehr Mikroplastik steckt im Wasser. Nur wenige Kilometer flussabwärts sinken die Werte deutlich. Das ist die typische Handschrift einer Punktquelle – also einer klar benennbaren Stelle, an der das Plastik ins Wasser gelangt. Und das ist eine gute Nachricht: Was man genau lokalisieren kann, kann man auch angehen. Wer weiß, wo die Belastung entsteht, kann Geld für Gewässerschutz genau dort einsetzen, wo es am meisten bewirkt – statt mit der Gießkanne.

Möglich macht dieses Tempo eine eigens entwickelte Mikroplastik-Analytik: Ein Farbstoff lässt Kunststoffteilchen im Wasser aufleuchten – sie werden also sichtbar gemacht statt aufwendig einzeln bestimmt. Das ist schneller, günstiger und funktioniert ohne Großlabor. Erst dadurch wird Gewässermonitoring auf ganzen Flüssen überhaupt machbar. Wer die Methode selbst anwenden möchte, findet das passende Analytik-Kit.

Warum befristete Forschungsprojekte keine flächendeckende Gewässerkartierung leisten

Dass komplette Flüsse bisher niemand auf Mikroplastik kartiert hat, liegt nicht am fehlenden Können – es liegt am System. Wissenschaft arbeitet in Projekten: befristet, thematisch zugeschnitten, auf einzelne Abschnitte begrenzt. Läuft die Laufzeit aus, endet die Messreihe. Was übrig bleibt, sind Momentaufnahmen, die sich weder vergleichen noch fortschreiben lassen. Für ein Problem, das sich über Jahre und über ganze Einzugsgebiete hinweg entwickelt, ist das die falsche Betriebsart.

Hinzu kommt: Wer auf die nächste Bewilligung angewiesen ist, misst selten dort, wo die unbequemen Ergebnisse liegen. Flächendeckende Arbeit über Ländergrenzen und Zuständigkeiten hinweg scheitert an genau dieser Zersplitterung – jedes Institut deckt sein Stück ab, kaum jemand das Ganze.

Genau diese Lücke schließt Wasser 3.0. Das Team um Dr. Katrin Schuhen misst bereits über Jahre mit identischer Methodik, kontrolliert und validiert die eigenen Prozesse laufend, dokumentiert lückenlos und bleibt dabei unabhängig – von Projektlaufzeiten, von Auftraggeberinteressen, von der nächsten Antragsfrist. Erst diese Kontinuität macht aus Einzelwerten eine belastbare Zeitreihe. Und erst eine Zeitreihe zeigt, ob Maßnahmen wirken.

Das Mapping ist eingebettet in die EU-Mission „Restore our Ocean and Waters“ unter Horizon Europe. Die Mission setzt Rahmen und Ziele; was sie braucht, sind belastbare, offene Daten aus den Einzugsgebieten selbst. Jeder Messpunkt ist Beitrag einer europäischen Beweislage, die am Ende in Regulierung münden muss.

Finanzierung über Spenden und Sponsoring als Triebfeder für Wirkungsbeschleunigung

Kartieren allein reinigt kein Gewässer. Deshalb kombiniert Wasser 3.0 vier Säulen zum Gamechanger-Ansatz: messen, veröffentlichen, in wissenschaftlichen Publikationen nachvollziehbar machen, Mikroplastik entfernen, bevor es in den Fluss gelangt, und Ergebnisse in verständliches Wissen übersetzen.

Entscheidend ist: Ein Projekt dieser Dimension passt in keine klassische Förderkulisse – und wird auch nicht aus den EU-Mitteln für den Donau-Raum finanziert. Es trägt sich über Spenden und Partnerschaften. Spenden und Sponsoring sind damit nicht das Sahnehäubchen, sondern die Triebfeder: Sie machen jeden weiteren Flusskilometer überhaupt erst möglich und beschleunigen die Wirkung. Jeder Beitrag bedeutet zusätzliche Proben, zusätzliche Hotspots und damit zusätzliche Hebel für echte Lösungen.

Nächste Schritte: Hotspot-Analyse und Handlungsempfehlungen für die Politik

Die Donau-Kampagne läuft weiter – bis zur Mündung ins Schwarze Meer liegen noch mehrere Hunderte Kilometer und Hunderte Proben voraus. Die laufend aktualisierten Ergebnisse stehen in der Global Map of Microplastics. In den nächsten Wochen folgen die wissenschaftliche Auswertung und die vollständige Hotspot-Analyse – und daraus abgeleitet konkrete Handlungsempfehlungen für die Politik. Wer tiefer einsteigen will, findet die ganze Ermittlungsgeschichte in „Kriminalfall Mikroplastik“. Es ist ein Anfang – aber zum ersten Mal einer, der auf einer Karte steht. Und er geht nur mit Wirkungsbeschleunigung und maximaler Eigeninitiative.

Fazit: Wer Gewässerschutz will, muss Daten dauerhaft finanzieren

Mikroplastik lässt sich nur dort wirksam bekämpfen, wo bekannt ist, wie viel davon wo im Wasser ankommt. Diese Datengrundlage entsteht nicht in einer Projektlaufzeit, sondern in jahrelanger, methodisch gleichbleibender Arbeit. Wasser 3.0 zeigt auf über 3.300 Flusskilometern, dass das machbar ist – und stellt die Ergebnisse Kommunen, Kläranlagenbetreibern, Forschung und Politik offen zur Verfügung.

Drei konkrete nächste Schritte: Die aktuellen Messwerte je Flussabschnitt zeigt die Global Map of Microplastics. Wer selbst messen möchte, erhält die Methodik als Analytik-Kit zur Mikroplastik-Bestimmung. Und wer die Kartierung weiterer Flusskilometer ermöglichen will, findet die Optionen für Spenden, Sponsoring und Projektpartnerschaften.

Ab 04. Juli wird ein Forscherteam entlang des 2850 Kilometer messenden Laufs mehr als 250 Proben ziehen und damit eine noch nie dagewesene Datengrundlage schaffen, die sich in diesem Falle sogar auf zehn Länder bezieht – Deutschland, Österreich, Slowakei, Ungarn, Kroatien, Serbien, Bulgarien, Rumänien, Moldawien und Ukraine.

Dr. Katrin Schuhen, Gründerin von Wasser 3.0 und Autorin des Sachbuchs "Kriminalfall Mikroplastik – Ermittlungen in einem Jahrhundertverbrechen", über die Herausforderung des Sommers: „Rund 60 Tage lang verbindet unsere Expedition Wissenschaft, Sport und Kommunikation. Wir machen die Reise von Tag eins an erlebbar – und liefern am Ende das, woran es bisher fehlt: belastbare Daten. Alle Ergebnisse werden in der Global Map of Microplastics zusammengeführt und sind für die Öffentlichkeit jederzeit zugänglich."

Die Expedition wird zudem öffentlich begleitet: mit täglichen Updates, Live-Tracking, Behind-the-Scenes-Inhalten und Gesprächen mit dem Wissenschaftsteam. Im Anschluss folgen Laboranalysen und Datenauswertung, darauf aufbauend wissenschaftliche Publikationen und EU-Briefings. Ein Kurzfilm wird die Geschichte langfristig sichtbar halten. 

Begleitet werden Schuhen und ihr Team zwischen Donaueschingen und Schwarzem Meer von dem Extremschwimmer Joseph Heß, der den gesamten Lauf im Kraul zurücklegt. Er dient nicht nur als Verstärker des Engagements, sondern steht auch symbolisch für die bisherigen Wissenslücken: Denn in der Frage des Ausmaßes der Mikroplastikbelastung schwimmen Bürger wie Entscheider bisher im Dunkeln.

Genau hier liegt das Kernproblem: Belastbare Daten zur Mikroplastikbelastung der Donau existieren bislang nicht. Kursierende Schätzungen – etwa von rund 4,2 Tonnen Mikroplastik, die täglich durch die Donau fließen sollen – sind genau das: Schätzungen, ohne wissenschaftlich validierte Messgrundlage. Auf die elementaren Fragen

• Wie viel Mikroplastik ist es wirklich und an welchem Ort?
• Wo liegen die Hotspots?
• Wo sind die Quellen?

gibt es bisher keine fundierten und validierten Antworten. Genau diese Lücke schließt das Projekt.

Die Donaubeprobung liefert erstmals belastbare Mikroplastik-Daten über den kompletten Flusslauf. Und die Fragen sind alles andere als akademisch, denn aus der Donau wird auch Trinkwasser gewonnen, das rund 20 Millionen Menschen versorgt.

Schon häufiger dienten Flüsse als willkommene Anschauungsobjekte für Umweltbelastungen, oft jedoch getarnt als Möglichkeit, Forschende und ihre Institute positiv darzustellen. Wissenschaftlicher Nutzen: nahe null. Im Falle der anstehenden Donaubeprobung geht es ausschließlich um die tatsächliche Qualität unseres Wassers, um verlässliche Datengrundlagen, um nachgehende Lösungen und Verbraucherschutz.

Die von der Wasser 3.0 gGmbH durchgeführte Beprobung wird durch Sponsoren und Spenden finanziert und kann unter dem Projektnamen „Schwimm mit gegen Mikroplastik" über das Portal betterplace.org unterstützt werden.

Ein Fluss, drei Länder, tausende Daten

Die Neiße – 256 Kilometer natürliche Grenze zwischen Deutschland, Polen und Tschechien – wird zum Schauplatz einer wissenschaftlichen Revolution. Was bisher viel Zeit in Anspruch nahm und enorme Ressourcen verschlang, wird durch innovative KI-Technologie auf wenige Tage verkürzt: die flächendeckende Erfassung von Mikroplastik in Fließgewässern.

"Mit NEISSE TOTAL schaffen wir nicht nur die erste vollständige Kartierung eines grenzüberschreitenden Flusses, sondern etablieren eine wissenschaftlich validierte Methodik, die europaweit zum Standard werden kann", erläutert Dr. Katrin Schuhen, Projektleiterin der Wasser 3.0 gGmbH. "Die Kombination aus KI-gestützter Fluoreszenz-Analytik und systematischer Validierung macht unsere Methode einzigartig, präzise und schnell."

Künstliche Intelligenz trifft auf Bürgerwissenschaft

Das Projekt setzt auf eine dreiphasige Strategie: In der ersten Phase wird die KI-gestützte Mikroplastik-Detektion optimiert und trainiert. Parallel dazu erfolgt die Beprobung von bis zu 80 koordinierten Messpunkten entlang der gesamten Neiße – ein Mammutunternehmen, das nur durch die Einbindung von Bürgerinnen und Bürgern, Schulen und NGOs aus drei Ländern realisierbar ist.

In den folgenden Phasen wird das System durch Langzeitmessungen und den Vergleich mit etablierten Standardverfahren wissenschaftlich abgesichert. Besonders innovativ: Das Projekt untersucht erstmals den gesamten Weg des Wassers – vom Fluss über die Uferfiltration bis ins Trinkwasser. Alle Daten werden zukünftig auch in der Global Map of Microplastics bereitgestellt, die Daten zu Mikroplastikbelastungen bündelt.

Mehr als Forschung: Ein Modell für Europa

Die Bedeutung von NEISSE TOTAL reicht über die wissenschaftliche Erkenntnisgewinnung hinaus:

• Zeitersparnis bei der Gewässerüberwachung durch KI-gestützte Analytik
• Kostenreduktion um über 80 Prozent im Vergleich zu konventionellen Methoden für Mikroplastik-Analytik
• Mobilisierung von Bürgerinnen und Bürgern für aktiven Gewässerschutz
• Wissenschaftlich validierte Grundlage für evidenzbasierte Umweltpolitik und Regulierungsentscheidungen

"Die Mikroplastik-Problematik im Gewässer erfordert schnelles, präzises Handeln", betont Dr. Michael Sturm, Co-Projektleiter bei Wasser 3.0. "Mit unserer Methodik können erstmals Mikroplastik-Hotspots in Fließgewässern binnen Tagen identifiziert und zielgerichtet angegangen werden. Das ist ein Paradigmenwechsel in der Gewässerüberwachung."

Ein Leuchtturmprojekt für den Gewässerschutz

Das Projekt startete im Oktober 2025 und läuft über zunächst 24 Monate. Die Ergebnisse werden nicht nur in wissenschaftlichen Fachpublikationen veröffentlicht, sondern fließen auch in die Entwicklung europäischer Standards für Gewässerüberwachung ein. Die KI-Modelle werden als Open Source bereitgestellt, um eine breite Anwendung zu ermöglichen.

„Die Veolia Stiftung sieht in NEISSE TOTAL ein zukunftsweisendes Projekt, das Innovation, Gewässerschutz und Bildung vorbildlich verbindet und damit einen wesentlichen Beitrag zur Lösung einer der drängendsten Umweltprobleme unserer Zeit leistet,“ erläutert Sylke Freudenthal, Vorständin der Veolia Stiftung Deutschland und Chief Sustainability Officer der Veolia Holding Deutschland GmbH.

„NEISSE TOTAL ist ein herausragendes Beispiel dafür, wie innovative Technologien und bürgerschaftliches Engagement zusammenwirken können“, sagt David Poinard, Direktor der Veolia Foundation. „Wir sind stolz darauf, dieses Leuchtturmprojekt zu unterstützen, das nicht nur wissenschaftliche Erkenntnisse liefert, sondern auch konkrete Maßnahmen zum Schutz unserer Gewässer ermöglicht und ein Modell für ganz Europa darstellt.“

Über die Veolia Stiftung

Die Veolia Stiftung fördert innovative Projekte in den Bereichen Umweltschutz, Ressourceneffizienz und Bildung. Mit der Unterstützung zukunftsweisender Forschungs- und Entwicklungsvorhaben leistet die Stiftung einen Beitrag zur ökologischen Transformation und zur Lösung globaler Umweltherausforderungen.