Abwasser

Abwasser: Abfall, Wertstoff und Frühwarnsystem

Gut funktionierende Infrastrukturen zur Ableitung und Reinigung von Abwasser sind zentral für die Gesundheit der Bevölkerung und die Qualität der Gewässer. Die Eawag trägt mit ihrer Forschung dazu bei, diese Systeme zu optimieren. Das Abwasser enthält aber auch Ressourcen, die sich rückgewinnen lassen und es ist ein Spiegel unserer Gesundheit und unseres Konsumverhaltens, in dem sich etwa Infektionskrankheiten überwachen lassen. Auch daran forscht die Eawag.

Neue Herausforderungen bewältigen

Rund 50'000 km öffentliche Kanäle und etwa 800 kommunale Abwasserreinigungsanlagen (ARA) sorgen in der Schweiz dafür, dass Schmutz- und Regenwasser abgeleitet und gereinigt werden, bevor sie wieder in unsere Gewässer gelangen. Das System ist aber immer wieder mit neuen Herausforderungen konfrontiert, beispielsweise mit Mikroverunreinigungen aus Haushaltschemikalien oder Arzneimitteln, Mikroplastik oder Antibiotikaresistenzen. Auch können zunehmende Starkniederschläge die Kanalisationen überlasten. Die Eawag trägt mit ihrer Forschung dazu bei, das Abwassersystem laufend so zu optimieren, dass die hohe Qualität der Schweizer Gewässer aufrechterhalten werden kann. Sie betreibt dafür auch eine eigene Versuchskläranlage.

Überdüngung und Klimaschädlinge minimieren

Im Durchschnitt entfernen die Kläranlagen in der Schweiz bisher nur rund die Hälfte des im Schmutzwasser enthaltenen Stickstoffs. Der Rest gelangt in die Gewässer und trägt zu deren Überdüngung bei. Ein Teil des Stickstoffs entweicht aber auch in Form von Lachgas in die Luft. Lachgas ist eines der wichtigsten Treibhausgase und zerstört ausserdem die Ozonschicht. Die Eawag entwickelt daher Verfahren, um die Stickstoff-Lecks zu quantifizieren und die Stickstoffelimination effizienter und zielgerichteter zu gestalten.

Mit dezentralen Systemen Kreisläufe schliessen

Im bestehenden Schweizer Abwassersystem werden Urin, Fäkalien und WC-Papier vermischt und weggespült. Das verbraucht nicht nur viel Wasser, sondern erschwert auch die Rückgewinnung der im Abwasser enthaltenen Wertstoffe. Die Eawag forscht daher an neuen Ansätzen, bei welchen die verschiedenen Abwasserströme getrennt abgeleitet und behandelt werden. So lassen sich Nährstoffe und Energie rückgewinnen sowie Wasser sparen und wiederverwenden. Ähnliche Ansätze können auch in Regionen zum Einsatz kommen, die nicht ans Wasser- und Abwassernetz angeschlossen sind oder wo Wasser knapp ist. Die Eawag entwickelt Technologien, um auch in solchen Regionen eine gute Sanitärversorgung zu ermöglichen.

Infektionskrankheiten und Suchtmittelkonsum überwachen

Das Abwasser steckt voller Informationen über unsere Gesundheit und unseren Konsum. Dank dieser Spuren lässt es sich unter anderem als Frühwarnsystem für die Ausbreitung von Infektionskrankheiten nutzen. Die Eawag arbeitet daran, die Methode, welche sie zusammen mit Partnern für das Monitoring von Sars-CoV-2 entwickelt hat, auf andere Krankheitserreger auszuweiten. Ein weiteres Projekt der Eawag befasst sich mit der Überwachung von Suchtmitteln wie Alkohol, Drogen, Medikamenten und Tabak im Abwasser.

Netzwerk

Wir arbeiten mit verschiedenen Partnern zusammen.

Die Abteilung Wasser des BAFU ist zuständig für den Schutz des Oberflächen-, Grund- und Trinkwassers.

Bundesamt für Umwelt (BAFU)

Das AWEL steht stellvertretend für alle kantonalen Umwelt- oder Gewässerschutzfachstellen, mit denen die Eawag zusammenarbeitet.

Amt für Abfall, Wasser, Energie und Luft des Kantons Zürich (AWEL)

Der VSA ist die schweizerische Fachorganisation im Bereich der integralen Wasserbewirtschaftung.

Verband Schweizer Abwasser- und Gewässerschutzfachleute (VSA)

Das BAG ist zuständig für den Schutz der öffentlichen Gesundheit, die Gesundheitspolitik und das Gesundheitssystem.

Bundesamt für Gesundheit (BAG)

Das CoUDLab bündelt europäische Forschungs- und Innovationsaktivitäten sowie Versuchsanlagen zu städtischen Entwässerungssystemen.

CoUDLabs

Expertinnen und Experten

Dr. Christian Binz
  • Dezentrale Systeme
  • Innovation
  • Globaler Wandel
  • Nachhaltige Transitionen
  • Siedlungswasserwirtschaft
Marc Böhler
  • Abwasserreinigung
  • Aktivkohle
  • Mikroverunreinigungen
  • Ozonung
  • Spurenstoffelimination
Dr. Helmut Bürgmann
  • Antibiotikaresistenz
  • Bakterienplankton
  • Mikrobiologie
  • Nährstoffe
  • Oberflächengewässer
Dr. Nicolas Derlon
  • Abwasser
  • Abwasserreinigung
  • Kläranlagen
Prof. Dr. Juliane Hollender
  • Analytische Methoden
  • Biologischer Abbau
  • Bioakkumulation
  • Grundwasser
  • Massenspektrometrie
Dr. Adriano Joss
  • Abwasser
  • Mikroverunreinigungen
  • Ozonung
Prof. Dr. Joao Paulo Leitao
  • GIS
  • Infrastrukturplanung
  • Modellierung
  • Risikobewertung
  • Siedlungswasserwirtschaft
PD Dr. Judit Lienert
  • Entscheidungsanalyse
  • Gesellschaftliche Akzeptanz
  • Nachhaltige Wasserwirtschaft
  • Partizipative Prozesse
  • Transdisziplinäre Forschung
Prof. Dr. Max Maurer
  • Abwasser
  • Dezentrale Technologien
  • Nachhaltige Wasserwirtschaft
  • Siedlungshygiene
  • Siedlungswasserwirtschaft
  • Urinseparierung
Dr. Christa McArdell
  • Aktivkohle
  • Abwasserreinigung
  • Massenflüsse
  • Mikroverunreinigungen
  • Ozonung
Prof. Dr. Eberhard Morgenroth
  • Abwasser
  • Dezentrale Technologien
  • Nährstoffe
  • Siedlungswasserwirtschaft
  • Infrastrukturplanung
  • Urinseparierung
Dr. Lena Mutzner
  • Modellierung
  • Wasserqualität
  • Mikroverunreinigungen
  • Monitoring
  • Nachhaltige Wasserwirtschaft
Dr. Christoph Ort
  • Abwasser
  • abwasserbasierte Epidemiologie
  • Mikroverunreinigungen
  • Modellierung
  • Monitoring
Dr. Jörg Rieckermann
  • Abwasser
  • Modellierung
  • Siedlungswasserwirtschaft
  • Transdisziplinäre Forschung
Dr. Linda Strande
  • Siedlungshygiene
  • Klimaveränderung
  • Ressourcenrückgewinnung
  • Dezentrale Systeme
  • Mikrobielle Ökologie
Dr. Andreas Voegelin
  • Arsen
  • Umweltgeochemie
  • Spurenstoffe
  • Wasserressourcen
  • Boden
Prof. Dr. Kai Udert
  • Abwassertrennung
  • Dezentrale Technologien
  • Nährstoffe
  • Urinseparierung
  • Ressourcenrückgewinnung

Wissenschaftliche Publikationen

Extbase Variable Dump
array(3 items)
   publications => '34703,35350,34992' (17 chars)
   libraryUrl => '' (0 chars)
   layout => '1' (1 chars)
Extbase Variable Dump
array(3 items)
   0 => Snowflake\Publications\Domain\Model\Publicationprototypepersistent entity (uid=34703, pid=124)
      originalId => protected34703 (integer)
      authors => protected'Baumgartner, S.; Salvisberg, M.; Schmidhalter, P.; Julian,&nb
         sp;T. R.; Ort, C.; Singer, H.
' (120 chars) title => protected'Insights into respiratory illness at the population level through parallel a
         nalysis of pharmaceutical and viral markers in wastewater
' (133 chars) journal => protected'Nature Water' (12 chars) year => protected2025 (integer) volume => protected3 (integer) issue => protected'' (0 chars) startpage => protected'580' (3 chars) otherpage => protected'589' (3 chars) categories => protected'' (0 chars) description => protected'Wastewater as a medium contains information on both circulating pathogens an
         d drug consumption at the population level. This study combines tracking of
         respiratory viruses and quantification of pharmaceuticals as untargeted indi
         cators of symptoms related to acute respiratory infections and influenza-lik
         e illnesses such as coughing, fever and pain. From January 2021 to June 2024
         , raw wastewater samples from ten locations covering 23% of the Swiss popula
         tion were analysed. This encompassed 15 pharmaceuticals and four priority re
         spiratory viruses including severe acute respiratory syndrome coronavirus vi
         rus-2 (SARS-CoV-2), respiratory syncytial virus (RSV), influenza A and influ
         enza B viruses. The pharmaceutical compounds dextromethorphan, pheniramine,
         clarithromycin, acetaminophen and codeine showed a strong correlation with r
         espiratory virus loads in wastewater. This enabled the estimation of pathoge
         n-specific and cumulative symptom treatment in the population. In 2021 and 2
         024, notable increases in pharmaceutical loads without corresponding increas
         es in viral loads signalled high community symptoms linked to unsurveilled p
         athogens. This study demonstrates that pharmaceutical surveillance can infor
         m respiratory disease burden and highlights the value of integrated surveill
         ance for assessing emerging public health threats beyond those routinely mon
         itored.
' (1375 chars) serialnumber => protected'' (0 chars) doi => protected'10.1038/s44221-025-00437-4' (26 chars) uid => protected34703 (integer) _localizedUid => protected34703 (integer)modified _languageUid => protectedNULL _versionedUid => protected34703 (integer)modified pid => protected124 (integer)
1 => Snowflake\Publications\Domain\Model\Publicationprototypepersistent entity (uid=35350, pid=124) originalId => protected35350 (integer) authors => protected'Pitton, M.; McLeod, R. E.; Caduff, L.; Dauletova, A
         .; de Korne-Elenbaas, J.; Gan, C.; Hablützel, C.; Holschneid
         er, A.; Kang, S.; Loustalot, G.; Schmidhalter, P.; Schne
         ider, L.; Wettlauffer, A.; Yordanova, D.; Julian, T.&nbs
         p;R.; Ort, C.
' (322 chars) title => protected'A six-plex digital PCR assay for monitoring respiratory viruses in wastewate
         r
' (77 chars) journal => protected'Nature Water' (12 chars) year => protected2025 (integer) volume => protected3 (integer) issue => protected'' (0 chars) startpage => protected'1174' (4 chars) otherpage => protected'1186' (4 chars) categories => protected'' (0 chars) description => protected'Wastewater surveillance can track trends in multiple pathogens simultaneousl
         y by leveraging efficient laboratory processing. In Switzerland, wastewater
         surveillance of four respiratory pathogens is conducted at 14 locations repr
         esenting 2.3 million people. Trends in respiratory diseases are tracked usin
         g a six-plex digital PCR assay targeting influenza A, influenza B, respirato
         ry syncytial virus and SARS-CoV-2 N1 and N2 regions and murine hepatitis vir
         us for recovery efficiency control. Wastewater data were integrated with dis
         ease data from two reporting systems, and comparisons from July 2023 to July
          2024 showed strong agreement for most targets. Lower correspondence for inf
         luenza B highlighted challenges in tracking disease dynamics during seasons
         without pronounced outbreaks. Wastewater monitoring further revealed that ta
         rgeting N1 or N2 led to divergent estimates of SARS-CoV-2 loads, highlightin
         g the impact of mutations in assay target regions. The study emphasizes the
         importance of an integrated wastewater monitoring programme as a complementa
         ry tool for public health surveillance, demonstrating clear concordance with
          clinical data.
' (1155 chars) serialnumber => protected'' (0 chars) doi => protected'10.1038/s44221-025-00503-x' (26 chars) uid => protected35350 (integer) _localizedUid => protected35350 (integer)modified _languageUid => protectedNULL _versionedUid => protected35350 (integer)modified pid => protected124 (integer)
2 => Snowflake\Publications\Domain\Model\Publicationprototypepersistent entity (uid=34992, pid=124) originalId => protected34992 (integer) authors => protected'Ruan, C.; Vinod, D. P.; Johnson, D. R.' (63 chars) title => protected'Phage-mediated peripheral kill-the-winner facilitates the maintenance of cos
         tly antibiotic resistance
' (101 chars) journal => protected'Nature Communications' (21 chars) year => protected2025 (integer) volume => protected16 (integer) issue => protected'1' (1 chars) startpage => protected'5839 (13 pp.)' (13 chars) otherpage => protected'' (0 chars) categories => protected'' (0 chars) description => protected'The persistence of antibiotic resistant (AR) bacteria in the absence of anti
         biotic pressure raises a paradox regarding the fitness costs associated with
          antibiotic resistance. These fitness costs should slow the growth of AR bac
         teria and cause them to be displaced by faster-growing antibiotic sensitive
         (AS) counterparts. Yet, even in the absence of antibiotic pressure, slower-g
         rowing AR bacteria can persist for prolonged periods of time. Here, we demon
         strate a mechanism that can explain this apparent paradox. We hypothesize th
         at lytic phage can modulate bacterial spatial organization to facilitate the
          persistence of slower-growing AR bacteria. Using surface-associated growth
         experiments with the bacterium <em>Escherichia coli</em> in conjunction with
          individual-based computational simulations, we show that phage disproportio
         nately lyse the faster-growing AS counterpart cells located at the biomass p
         eriphery via a peripheral kill-the-winner dynamic. This enables the slower-g
         rowing AR cells to persist even when they are susceptible to the same phage.
          This phage-mediated selection is accompanied by enhanced bacterial diversit
         y, further emphasizing the role of phage in shaping the assembly and evoluti
         on of bacterial systems. The mechanism is potentially relevant for any antib
         iotic resistance genetic determinant and has tangible implications for the m
         anagement of bacterial populations via phage therapy.
' (1421 chars) serialnumber => protected'' (0 chars) doi => protected'10.1038/s41467-025-61055-y' (26 chars) uid => protected34992 (integer) _localizedUid => protected34992 (integer)modified _languageUid => protectedNULL _versionedUid => protected34992 (integer)modified pid => protected124 (integer)
Baumgartner, S.; Salvisberg, M.; Schmidhalter, P.; Julian, T. R.; Ort, C.; Singer, H. (2025) Insights into respiratory illness at the population level through parallel analysis of pharmaceutical and viral markers in wastewater, Nature Water, 3, 580-589, doi:10.1038/s44221-025-00437-4, Institutional Repository
Pitton, M.; McLeod, R. E.; Caduff, L.; Dauletova, A.; de Korne-Elenbaas, J.; Gan, C.; Hablützel, C.; Holschneider, A.; Kang, S.; Loustalot, G.; Schmidhalter, P.; Schneider, L.; Wettlauffer, A.; Yordanova, D.; Julian, T. R.; Ort, C. (2025) A six-plex digital PCR assay for monitoring respiratory viruses in wastewater, Nature Water, 3, 1174-1186, doi:10.1038/s44221-025-00503-x, Institutional Repository
Ruan, C.; Vinod, D. P.; Johnson, D. R. (2025) Phage-mediated peripheral kill-the-winner facilitates the maintenance of costly antibiotic resistance, Nature Communications, 16(1), 5839 (13 pp.), doi:10.1038/s41467-025-61055-y, Institutional Repository

Titelbild: In der Zürcher Kläranlage Werdhölzli sammeln Eawag-Forschende Abwasserproben, die sie später im Labor auf SARS-CoV2 untersuchen. (Foto: Eawag, Esther Michel)