Von der kleinen Monstera auf Ihrem Schreibtisch bis zu den Getreidefeldern, die uns mit Nahrung versorgen - alles pflanzliche Leben ist in hohem Maße von nährstoffreichem Wasser abhängig. Zu viele Nährstoffe im Wasser, wie Stickstoff und Phosphor, können jedoch sowohl den Pflanzen als auch der Umwelt schaden. Dies kann zu einem als Eutrophierung bezeichneten Prozess führen, bei dem sich Algen von den überschüssigen Nährstoffen ernähren, wodurch sie wachsen und das Wasser grün färben. Algen können üble Gerüche verursachen, das Sonnenlicht blockieren und sogar Giftstoffe freisetzen. Wenn Algen absterben und sich zersetzen, verbraucht dieser Prozess den Sauerstoff im Wasser, den Fische und andere Wasserlebewesen zum Atmen brauchen. Wenn genügend Sauerstoff entzogen wird, kann das Wasser hypoxisch werden, d. h. es ist nicht mehr genug Sauerstoff vorhanden, um Leben zu erhalten, und es entsteht eine "tote Zone". 

Stickstoff und Phosphor kommen in der Natur vor, aber die meisten Nährstoffe, die in unsere Gewässer gelangen, stammen aus menschlichen Aktivitäten, z. B. aus der Landwirtschaft. Die Messung des gesamten organischen Kohlenstoffs (TOC) ist ein wirksames Mittel, um einen Einblick in die Zusammensetzung landwirtschaftlicher Abwässer zu erhalten und Probleme wie Eutrophierung zu vermeiden, die zu sehr hohen nachweisbaren TOC-Werten führen würde. Darüber hinaus sind TOC und Gesamtstickstoff (TN) die Hauptbestandteile von Sedimenten und Böden, die von Fließgewässern gespeist werden, von denen viele durch landwirtschaftliche Abwässer verunreinigt sein können. Anhand des TOC- und TN-Gehalts lässt sich feststellen, ob die organische Substanz aus dem Meer oder vom Land stammt, und es lassen sich Umweltbedingungen, Verschmutzung, Bodenqualität und Produktivität messen.

Aufgrund der Komplexität landwirtschaftlicher Abwässer stellt deren Behandlung eine große Herausforderung dar. Neben den genannten organischen Verunreinigungen können auch Spuren chemischer Rückstände aus der Verwendung von Düngemitteln usw. enthalten sein. Darüber hinaus ist der Grad der organischen Verschmutzung sehr unterschiedlich. Die Extreme des Qualitätsspektrums für Abwasser wären unverdünntes, unbehandeltes Abwasser am unteren Ende und tertiär oder sogar quartär behandeltes Abwasser am oberen Ende. In Bezug auf den TOC-Gehalt kann man davon ausgehen, dass Abwasser TOC-Konzentrationen von etwa 28 bis 35 ppm aufweist, ein eutropher See hat einen typischen TOC-Gehalt von 3 ppm bis 12 ppm und tertiär behandeltes Wasser (z.B. mit Ozon) liegt im Bereich von etwa 0,1 bis 0,5 ppm.

Mit der richtigen Filtration kann jedes Abwasser für jeden Prozess wiederverwendet werden. Der Schlüssel liegt darin, die Zusammensetzung des Wassers selbst zu verstehen, und hier ist die TOC-Messung sehr hilfreich. Der Umgang mit Abwasser wird auf nationaler und supranationaler Ebene geregelt, z. B. durch das deutsche Wasserhaushaltsgesetz¹ und die Europäische Kommission, die ein Wasserinformationssystem für Europa (WISE)² bereitstellt, das einen detaillierten Überblick über Vorschriften und Initiativen bietet. Angesichts der ständig steigenden Nachfrage nach Süßwasser aufgrund des Bevölkerungswachstums und der zunehmenden landwirtschaftlichen Aktivitäten muss diese wichtige natürliche Ressource erhalten und, wo immer möglich, produktiv wiederverwendet werden.

¹ https://www.bmuv.de/themen/wasser-ressourcen-abfall/binnengewaesser/gewaesserschutzrecht/deutschland/das-wasserhaushaltsgesetz
² https://water.europa.eu/