Eine neue Studie des Kompetenzzentrums Wasser Berlin nimmt sich einer zentralen Herausforderung der Wiederverwendung von Wasser in der landwirtschaftlichen Bewässerung an: der Validierung, dass Wasseraufbereitungsanlagen die geforderten Leistungsziele zuverlässig erfüllen.
Die Studie untersucht statistische Methoden zur Einhaltung der EU-Verordnung 2020/741, die vorschreibt, dass 90 % der berechneten Log10-Reduktionswerte, die für die Bewertung der Entfernungsleistung heranzogen werden, strenge Sicherheitsgrenzen einhalten müssen. Obwohl die Verordnung hohe Standards setzt, fehlt es an klaren Vorgaben, wie die Einhaltung nachgewiesen werden kann – eine Herausforderung für Wissenschaftler und Kläranlagenbetreiber.
Die Studie vergleicht verschiedene statistische Ansätze, darunter binomiale Bewertungen, Toleranzintervalle und Bayes’sche Methoden, hinsichtlich ihrer Eignung zur Validierung der Reinigungsleistung. Über mehr als ein Jahr hinweg wurden Daten einer deutschen Kläranlage analysiert. Dabei standen drei wichtige Indikatoren für die Wasserqualität im Fokus: E. coli-Bakterien, Sporen von Clostridium perfringens und somatische Coliphagen, also Viren, die Bakterien infizieren.
Die Ergebnisse heben die Vorteile von Bayes’schen Toleranzintervallen hervor, die reale Herausforderungen wie ungleiche Stichprobengrößen, nicht normalverteilte Daten und Messwerte unterhalb der Nachweisgrenze berücksichtigen. Gleichzeitig ermöglichen sie eine strengere Berücksichtigung statistischer Unsicherheiten.
Dieser Ansatz erlaubt es, auch mit kleineren Datensätzen verlässliche und valide Ergebnisse zu erzielen. Aus diesem Grund schlägt die Studie schlägt vor, die Nutzung von Toleranzintervallen in die Erarbeitung zukünftiger Leitlinien zur Wasserwiederverwendung zu berücksichtigen, um so das Vertrauen in die Wasserwiederverwendung zu stärken und so einen Beitrag zur Bekämpfung der weltweiten Wasserknappheit zu leisten.
Über die Wasserwiederverwendung hinaus verdeutlicht die Studie die breite Anwendbarkeit dieser statistischen Methoden im Bereich Umweltüberwachung und öffentlicher Gesundheit. Hohe Perzentile, wie sie beispielsweise bei der Bewertung von Badegewässern oder der Bewässerungswasserqualität verwendet werden, könnten ebenfalls von solchen Ansätzen profitieren.
Durch die Verfeinerung statistischer Methoden zur Prozessvalidierung trägt diese die Studie zur Diskussion über die Nutzung der besten verfügbaren Methoden zur Sicherstellung der mikrobiellen Unbedenklichkeit in der Wasserwiederverwendung bei. Damit leistet sie einen wichtigen Beitrag zur Förderung nachhaltiger Praktiken und zur Bewältigung dringender Ressourcenkonflikte.