Trinkwasser

Die Qualität des Trinkwassers aufrechterhalten

Wasser ist unser wichtigstes Lebensmittel. Die Versorgung damit in ausreichender Menge und Qualität ist ein Menschenrecht. Die Eawag setzt sich mit ihrer Forschung dafür ein, dass dieses Recht sowohl in der Schweiz als auch in weniger privilegierten Regionen gewährleistet werden kann – angesichts von Bevölkerungswachstum, Klimawandel und Schadstoffeinträgen eine grosse Herausforderung.

Risse im Wasserschloss

Fast 150 Liter Trinkwasser pro Person verbrauchen wir in der Schweiz jeden Tag im Haushalt. 80 Prozent davon werden aus Grundwasser gewonnen, der Rest aus Seewasser. Während das Seewasser meist mehrstufig aufbereitet werden muss, kann das Grundwasser grösstenteils ohne Behandlung oder mit einer einfachen Aufbereitung als Trinkwasser verwendet werden. Aber die Versorgung mit Trinkwasser in ausreichender Qualität und Menge ist auch im Wasserschloss Schweiz keine Selbstverständlichkeit mehr.

Schadstoffeinträge erkennen und reduzieren

In landwirtschaftlich intensiv genutzten Regionen gelangen Nitrat und Pestizidrückstände in die Gewässer und ins Grundwasser. Das stellt die Trinkwasserversorger vor grosse Herausforderungen. Mit ihrer Forschung trägt die Eawag dazu bei, das Ausmass der Belastungen aufzudecken und Vorschläge zur Verbesserung der Situation zu entwickeln.

Um den Austausch zwischen Forschung, Praxis und Behörden zu diesen Themen zu fördern, betreibt die Eawag zusammen mit dem Verband Schweizer Abwasser- und Gewässerschutzfachleute (VSA) und dem Bundesamt für Umwelt (BAFU) die Plattform Wasserqualität und hat ausserdem das Schweizer Grundwasser Netzwerk CH-GNet lanciert.

Wasseraufbereitung optimieren

Neben der Reduktion von Schadstoffeinträgen in die Gewässer forscht die Eawag auch an der Wasseraufbereitung, damit trotzdem vorhandene Schadstoffe möglichst effizient entfernt werden. Dabei geht es um die Optimierung bestehender und die Erforschung neuer Aufbereitungs-Technologien, aber auch um potenzielle neue Schadstoffe wie etwa Nanoplastik.

Auch wenn qualitativ einwandfreies Trinkwasser zu den Verbraucherinnen und Verbrauchern gelangt, bergen die Gebäudeinstallationen wiederum neue Gefahren. Wird das Wasser erwärmt, können sich Legionellen bilden – Bakterien, die schwere Lungenentzündungen hervorrufen können, die sogenannte Legionärskrankheit. Wie sich diese Gefahr eindämmen lässt, untersucht ein multidisziplinäres Forschungsteam unter Leitung der Eawag im Projekt «LeCo».

Wasser wiederverwenden

Mit den durch den Klimawandel häufiger auftretenden heissen und trockenen Sommern, werden auch im Wasserschloss Schweiz Versorgungsengpässe zum Thema. Daher forscht die Eawag an der Wiederverwendung von Grauwasser – Abwasser aus Duschen, Waschmaschinen oder Geschirrspülern – das aufbereitet für die Toilettenspülung oder zum Bewässern eingesetzt werden kann. Denn nicht überall, wo wir heute Trinkwasser verwenden, ist das auch erforderlich.

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)

Der SVGW ist die nationale Fachorganisation der Schweizer Gas-, Fernwärme- und Wasserversorgungsunternehmen.

Der Schweizerische Verein des Gas- und Wasserfaches (SVGW)

Expertinnen und Experten

Dr. Christian Binz
  • Dezentrale Systeme
  • Innovation
  • Globaler Wandel
  • Nachhaltige Transitionen
  • Siedlungswasserwirtschaft
Dr. Karin Gallandat
  • Klimaveränderung
  • Trinkwasser
  • Transdisziplinäre Forschung
  • Entwicklungsländer
  • Umweltgesundheit
Dr. Frederik Hammes
  • Biofilme
  • Durchflusszytometrie
  • Legionellen
  • Mikrobiologie
  • Sensoren
Prof. Dr. Juliane Hollender
  • Analytische Methoden
  • Biologischer Abbau
  • Bioakkumulation
  • Grundwasser
  • Massenspektrometrie
Dr. Stephan Hug
  • Arsen
  • Fest-Flüssig-Grenzflächen
  • Grundwasser
  • Spektroskopische Methoden
Dr. Tim Julian
  • Mikroben
  • Siedlungshygiene
Prof. Dr. Rolf Kipfer
  • Edelgase
  • Isotope
Prof. Dr. Oliver Schilling
  • Grundwasser
  • Modellierung
  • Edelgase
  • Landwirtschaft
  • Durchflusszytometrie
Prof. Dr. Mario Schirmer
  • Grundwasser
  • Hydrogeologie
  • Modellierung
  • Oberflächengewässer
Dr. Andreas Voegelin
  • Arsen
  • Umweltgeochemie
  • Spurenstoffe
  • Wasserressourcen
  • Boden
Prof. Dr. Urs Von Gunten
  • Oxidationsverfahren
  • Ozonung
  • Trinkwasser
  • Wasseraufbereitung
Dr. George Wainaina
  • Siedlungshygiene
  • Schnittstelle zwischen Wissenschaft und Politik
  • Nachhaltige Transitionen
  • Wasserversorgung
  • Organisationsentwicklung Wasser und Sanitär
Prof. Dr. Lenny Winkel
  • anorganische Verunreinigungen
  • Arsen
  • Grundwasser
  • Organische Verunreinigungen
  • Sedimente
  • Selen

Wissenschaftliche Publikationen

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         .; Haas, C. N.; Hamilton, K. A.; Healy, H. G.;
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         vre, X.; Mäusezahl, D.; Ortiz, C.; Pereira, A.; Prevost
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' (112 chars) description => protected'The disease burden from <em>Legionella </em>spp. infections has been increas
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         nces, ranks amongst the highest for waterborne diseases. We review here seve
         ral key research areas from a multidisciplinary perspective and list critica
         l research needs to address some of the challenges of <em>Legionella </em>sp
         p. management in engineered environments. These include: (i) a consideration
          of Legionella species diversity and cooccurrence, beyond <em>Legionella pne
         umophila</em> only; (ii) an assessment of their environmental prevalence and
          clinical relevance, and how that may affect legislation, management, and in
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          sources, their definition and prioritization; (iv) the factors affecting Le
         gionnaires' disease seasonality, how they link to sources, <em>Legionella </
         em>spp. proliferation and ecology, and how these may be affected by climate
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         m>Legionella </em>spp. with high water temperatures and chemical disinfectio
         n; and (vi) the ecological interactions of <em>Legionella </em>spp. with oth
         er microbes, and their potential as a biological control strategy. Ultimatel
         y, we call for increased interdisciplinary collaboration between multiple re
         search domains, as well as transdisciplinary engagement and collaboration ac
         ross government, industry, and science as the way toward controlling and red
         ucing <em>Legionella</em>-derived infections.
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' (127 chars) description => protected'Microbial interactions on membrane surfaces can facilitate biofilm formation
          and biofouling, which poses a significant challenge for pressure-driven mem
         brane filtration systems. This multiomics study investigates the adaptive re
         sponses of bacterium-phage interactions under varying oxidative and hydrauli
         c stress during membrane backwashing and their biological contributions to b
         iofouling. Oxidative and hydraulic stress distinctly shaped bacteria and pha
         ge diversity and community composition. Under moderate oxidative backwashing
          (300 ppm of NaClO), diversity was maintained, with increased antioxidant en
         zyme activities, extracellular polymeric substance (EPS) production, and quo
         rum sensing (QS) signaling, promoting bacterial resilience and biofilm forma
         tion. In contrast, excessive oxidative stress (600 ppm of NaClO) reduced bac
         teria and phage diversity, disrupted antioxidant responses, and increased mi
         crobial sensitivity. Hydraulic stress predominantly influenced viral diversi
         ty and co-occurrence network topology, favoring the expansion of broad host-
         range phages and lysogenic lifestyles under combined stresses. Phage-bacteri
         um interaction analyses highlighted phages' adaptive preferences for hosts w
         ith high network centrality and broad ecological niches, which enhanced micr
         obial interactions and resilience. Transcriptomic profiling demonstrated the
          early enrichment of genes associated with energy metabolism, ROS detoxifica
         tion, and biofilm formation, followed by stabilization as biofilms matured.
         Phage-encoded auxiliary metabolic genes were involved in DNA repair, QS, and
          EPS biosynthesis, contributing to microbial adaptation through oxidative st
         ress resistance and biofilm stabilization. Overall, these findings provide m
         echanistic insights into biofouling dynamics and highlight the need to optim
         ize chlorine dosing to prevent suboptimal levels of microbial adaptation and
          biofouling.
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         k,&nbsp;E.; von Gunten,&nbsp;U.
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         isotope analysis of nitrate
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          isotopes
' (85 chars) description => protected'During oxidation, nitrogenous species in dissolved organic matter (DOM) are
         critical in the formation of nitrogenous, potentially toxic disinfection byp
         roducts, but their chemical identity remains poorly understood. Here, we dev
         eloped three complementary approaches to identify and quantify reactive amin
         es in model compounds and DOM, including aliphatic primary and secondary ami
         nes, aryl-type primary amines, amino acids, and terminal peptidic amino grou
         ps. With the chloramine formation assay, the total reactive amines were quan
         tified for the main subgroups. An assay with continuous ozonation quantified
          three types of reactive amines based on nitrate formation rate constants (k
         <sub>NO<sub>3</sub>-</sub>): k<sub>NO<sub>3</sub>-</sub> &lt; 0.1 M<sup>-1</
         sup> s<sup>-1</sup> for secondary and aliphatic primary amines; k<sub>NO<sub
         >3</sub>-</sub> = 0.9-1.9 M<sup>-1</sup> s<sup>-1</sup> for aryl-type primar
         y amines; k<sub>NO<sub>3</sub>-</sub> = 15-110 M<sup>-1</sup> s<sup>-1</sup>
          for amino acids and peptidic amino groups. The analysis of <sup>15</sup>N/<
         sup>14</sup>N ratios of nitrate helped to distinguish reactive amines based
         on <sup>15</sup>N enrichment factors (ϵ<sub>N</sub>): aliphatic (or aryl-ty
         pe) primary amines (ϵ<sub>N</sub>:-9 to -3‰), and amino acids and peptidi
         c amino groups (ϵ<sub>N</sub>:-28 to -19‰). Overall, 23-27% of the organi
         c nitrogen in DOM isolates comprises oxidant-reactive amines, with 5-6% seco
         ndary amines, 10-14% aliphatic primary amines, 4% aryl-type primary amines,
         1-4% amino acids, and 0-2% peptidic amino groups. Based on the quantitative
         characterization of amine moieties in DOM, which are possible precursors of
         N-DBPs, the formation potential of N-DBPs upon oxidative water treatment was
          estimated.
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Hammes, F.; Gabrielli, M.; Cavallaro, A.; Eichelberg, A.; Barigelli, S.; Bigler, M.; Faucher, S. P.; Füchslin, H. P.; Gaia, V.; Gomez-Valero, L.; Grimard-Conea, M.; Haas, C. N.; Hamilton, K. A.; Healy, H. G.; Héchard, Y.; Julian, T.; Kieper, L.; Lauper, U.; Lefebvre, X.; Mäusezahl, D.; Ortiz, C.; Pereira, A.; Prevost, M.; Quon, H.; Roy, S.; Silva, A. R.; Sylvestre, É.; Tang, L.; Reyes, E. V.; Van Der Wielen, P. W. J. J.; Waak, M. (2025) Foresight 2035: a perspective on the next decade of research on the management of Legionella spp. in engineered aquatic environments, FEMS Microbiology Reviews, 49(2025), fuaf022 (18 pp.), doi:10.1093/femsre/fuaf022, Institutional Repository
Lin, Z.; Ruan, C.; Xia, R.; Liao, J.; Zhu, L.; Wang, D.; Alvarez, P. J. J.; Yu, P. (2025) Bacterium-phage interactions enhance biofilm resilience during membrane filtration biofouling under oxidative and hydraulic stresses, Environmental Science and Technology, 59(17), 8614-8628, doi:10.1021/acs.est.5c00490, Institutional Repository
Ra, J.; Huang, K.; Mohn, J.; Hofstetter, T. B.; Muck, E.; von Gunten, U. (2025) Characterization of organic nitrogen by chlorination, ozonation, and stable isotope analysis of nitrate, Environmental Science and Technology, 59(26), 13481-13493, doi:10.1021/acs.est.5c01034, Institutional Repository

Titelbild: Filterbrunnen der Wasserversorgung Zürich im Hardhof. (Foto: Eawag, Urs von Gunten)