Studie: Speisepilze bauen Antidepressiva-Rückstände in Klärschlamm ab

Jetzt legt eine Studie nahe: Ausgerechnet Speisepilze könnten dieses Problem spürbar abmildern.

Millionen Menschen profitieren von Antidepressiva und anderen psychoaktiven Arzneimitteln. Nach der Einnahme sind die Wirkstoffe jedoch nicht einfach „weg“: Über Urin, Kot oder das Entsorgen über die Toilette gelangen Rückstände in die Abwasserreinigung. In Kläranlagen werden sie nur zum Teil abgebaut; am Ende reichern sie sich in sogenannten Klärschlämmen an, die häufig als Dünger auf landwirtschaftliche Flächen ausgebracht werden. Ein Forschungsteam der Johns Hopkins University berichtet nun, dass bestimmte holzzersetzende Pilze diese Rückstände gezielt angreifen und in weniger bedenkliche Substanzen umwandeln können.

Medikamentencocktail im Dünger: ein stilles Risiko

Klärschlämme – fachlich als „Biosolids“ bezeichnet – werden oft als wertvolle Ressource betrachtet. Sie liefern Stickstoff, Phosphor und organische Substanz, können ausgelaugte Böden verbessern und tragen so zur Nährstoffrückführung bei. Gleichzeitig steckt darin ein Nachteil: Was in Haushalten, Krankenhäusern und Pflegeeinrichtungen genutzt wird, kann im Kreislauf mitlaufen – darunter auch ein breites Spektrum an Arzneimitteln.

Besonders kritisch sehen Fachleute psychoaktive Wirkstoffe wie Antidepressiva, Beruhigungsmittel und weitere Medikamente, die am Nervensystem ansetzen. Solche Stoffe sind bewusst so entwickelt, dass sie im Körper vergleichsweise stabil sind und gezielt im Gehirn wirken. Genau diese Robustheit führt aber auch dazu, dass sie in der Umwelt nur langsam und schwer zerfallen.

Schon geringste Spuren psychoaktiver Medikamente können biologisch aktiv sein – genau das macht sie zu problematischen Mikroverunreinigungen.

Untersuchungen deuten darauf hin, dass Pflanzen auf Böden, die mit Klärschlamm gedüngt wurden, geringe Mengen solcher Substanzen aufnehmen können. Eindeutige Nachweise, dass dadurch gesundheitlich relevante Dosen auf unseren Tellern landen, fehlen bislang. Trotzdem nimmt das Unbehagen zu: Kaum jemand möchte, dass Salat oder Gemüse einen Beigeschmack von Antidepressiva oder Schlafmitteln mit sich trägt.

Warum Kläranlagen an ihre Grenzen stoßen

Die klassische Abwasserreinigung ist in erster Linie dafür ausgelegt, Krankheitserreger zu reduzieren, Nährstofffrachten wie Stickstoff und Phosphor zu senken und Schwermetalle zu binden. Gegen komplexe organische Moleküle – etwa viele moderne Arzneimittel – sind zahlreiche Anlagen jedoch nur eingeschränkt wirksam.

• Keime und Bakterien: werden in der Regel zuverlässig verringert.
• Metalle: lassen sich häufig gut ausfällen und abtrennen.
• Organische Hochleistungsmoleküle: wie Antidepressiva bleiben zum Teil erhalten.

Zwar können Anlagen technisch nachgerüstet werden, etwa mit Ozonung, Aktivkohle oder aufwendigen Membranverfahren. Diese Optionen sind allerdings kostenintensiv und benötigen viel Energie. Gerade im ländlichen Raum oder in Regionen mit begrenzten Budgets lassen sich solche Lösungen kaum flächendeckend einführen. Genau hier setzen die Forschenden mit einer biologischen Alternative an.

Weiße Fäulepilze: Holzzerstörer mit Spezialenzymen

Im Zentrum der Studie stehen sogenannte Weißfäulepilze. Diese Pilze sind in Wäldern weit verbreitet und dafür bekannt, selbst hartes Holz nach und nach weich und spröde zu machen. Der Schlüssel liegt darin, dass sie Lignin abbauen können – ein äußerst stabiles Gerüstmaterial, das Bäumen ihre Festigkeit verleiht.

Dazu geben die Pilze besonders reaktive Enzyme ab, die nicht nur auf eine einzelne Verbindung zielen, sondern viele komplexe organische Stoffe angreifen können. Gerade diese „Unspezifität“ macht sie für Umwelttechnik interessant: Enzyme, die Lignin knacken, können häufig auch andere widerstandsfähige Moleküle spalten – darunter Rückstände von Medikamenten.

Zwei bekannte Arten im Praxistest

Für den Versuch wählte das Team zwei Arten aus, die viele Menschen vom Wochenmarkt oder aus dem Wald kennen:

• Pleurotus ostreatus – besser bekannt als Austernseitling
• Trametes versicolor – in Mitteleuropa oft „Schmetterlingstramete“ genannt

Beide Arten gelten als gut untersucht, lassen sich vergleichsweise einfach kultivieren und sind weltweit verbreitet. Die Forschenden arbeiteten mit realen Klärschlämmen aus einer kommunalen Anlage und setzten diese mit neun verschiedenen psychoaktiven Wirkstoffen an – darunter verbreitete Antidepressiva wie Citalopram und Trazodon. Danach durften die Pilze bis zu 60 Tage direkt auf diesem Material wachsen.

Beeindruckende Abbauraten – teils fast vollständige Entfernung

Die Resultate waren klar: Mit beiden Pilzarten ließen sich acht der neun geprüften Substanzen deutlich verringern. Abhängig vom jeweiligen Wirkstoff und vom Pilz lagen die Abbauraten nach zwei Monaten bei etwa 50 Prozent bis hin zu nahezu vollständiger Entfernung.

Der Austernseitling erwies sich als besonders effizient und entfernte bei mehreren Antidepressiva mehr als 90 Prozent der Ausgangsmenge.

Zum Einordnen führten die Forschenden parallel Tests in einer einfachen Nährlösung ohne Klärschlamm durch. Auffällig war, dass sich dort teilweise andere Abbaumuster zeigten: Einige Wirkstoffe gingen im echten Schlamm deutlich stärker zurück als in der sterilen Flüssigkeit. Das deutet darauf hin, dass die reale, komplexe Matrix aus organischer Substanz, Metallen und Mikroorganismen die Leistung der Pilze spürbar beeinflussen kann.

Aus den Augen, aus dem Sinn? Nicht ganz

Eine zentrale Frage lautet: Werden die Medikamente lediglich in der Pilzbiomasse angereichert – oder findet tatsächlich ein chemischer Umbau statt? Hochauflösende Massenspektrometrie gab darauf eine eindeutige Antwort. Während des Wachstums identifizierte das Team mehr als 40 unterschiedliche Abbauprodukte.

Zu den typischen Reaktionswegen gehörten das Zerlegen der Moleküle in kleinere Fragmente sowie das Anlagern von Sauerstoffgruppen. Solche Transformationen passen zu dem, was über Weißfäule-Enzyme bekannt ist. Die Stoffe verschwinden damit nicht nur aus der Messung, sondern werden aktiv umgewandelt.

Anschließend nutzten die Forschenden ein Bewertungstool der US-Umweltbehörde EPA, um die Gefährlichkeit der neu entstandenen Moleküle einzuschätzen. In den meisten Fällen sagten die Modelle ein geringeres Toxizitätspotenzial voraus als beim ursprünglichen Medikament. Das spricht eher für eine echte Entgiftung als für eine bloße Verlagerung des Problems in andere chemische Formen.

Mycoaugmentation: Pilze als Helfer im Klärwerk

Der gezielte Einsatz von Pilzen zur Sanierung belasteter Materialien wird als „Mycoaugmentation“ bezeichnet. Das Konzept: Man bringt besonders leistungsfähige Pilzstämme in eine verunreinigte Umgebung ein, stellt ein passendes Substrat bereit und nutzt ihre Stoffwechsel- und Enzymleistung.

Gerade bei Klärschlämmen wirkt das attraktiv. Pilze wachsen gut auf festen, organikreichen Materialien, benötigen vergleichsweise wenig Energie und kommen ohne teure Hightech-Komponenten aus. Ein mögliches Vorgehen wäre, Klärschlamm nach der klassischen Behandlung in einer zusätzlichen Stufe mit Pilzen zu beimpfen und ihn dann einige Wochen bis Monate zu lagern, bevor er auf Felder ausgebracht wird.

Anforderung	Klassische Technik	Pilzbehandlung
Energiebedarf	hoch (z. B. Ozon, Membranen)	niedrig bis moderat
Infrastruktur	komplex, teuer	einfache Reaktoren oder Lagerhallen
Flexibilität bei Chemikalien	oft stoff-spezifisch	breites Spektrum durch unspezifische Enzyme

Was dieses Verfahren leisten kann – und was noch offen bleibt

Der Ansatz wirkt vielversprechend, ist aber von einer breiten Umsetzung noch ein Stück entfernt. Bisher liefen die Tests im Labormaßstab – mit kontrollierten Bedingungen und kleinen Volumina. In realen Kläranlagen sind die Rahmenbedingungen deutlich anspruchsvoller: schwankende Schlammzusammensetzung, saisonale Effekte sowie begrenzter Platz und Zeit.

Offen sind unter anderem folgende Punkte:

• Wie konstant arbeiten die Pilze, wenn die Schlämme stark unterschiedlich zusammengesetzt sind?
• Kann man den Prozess so steuern, dass bestimmte Wirkstoffe gezielt priorisiert werden?
• Wie groß müssten Reaktoren oder Lagerflächen ausfallen, um relevante Mengen zu behandeln?
• Welche Zusatzkosten entstehen – und wie schneiden sie im Vergleich zu teuren Techniklösungen ab?

Hinzu kommen mögliche Nebenwirkungen. Pilze können Allergene oder Sporen freisetzen, die entsprechend gehandhabt werden müssen. Außerdem ist zu klären, was nach der Behandlung mit der pilzhaltigen Biomasse geschieht: Kompostierung, Verbrennung oder eine weitere Nutzung als Bodenverbesserer? Erst wenn diese Prozesskette schlüssig geregelt ist, lässt sich daraus ein robustes Verfahren entwickeln.

Was Laien daraus mitnehmen können

Für Verbraucherinnen und Verbraucher zeigt die Studie vor allem: Medikamente über Toilette oder Spüle zu entsorgen, ist eine schlechte Entscheidung. Je weniger Wirkstoffe im Abwasser landen, desto leichter wird jede Form der Reinigung – unabhängig davon, ob sie technisch oder pilzbasiert erfolgt.

Altmedikamente gehören – abhängig von regionalen Vorgaben – in den Restmüll oder können in der Apotheke abgegeben werden. Viele Kommunen erklären auf ihren Websites, wie die Rückgabe konkret funktioniert. Auch im Alltag sind kleine Schritte möglich: Blister nicht vorsorglich vollständig aufreißen, angebrochene Packungen nicht unnötig auf Vorrat lagern, sondern sich realistische Mengen ärztlich verordnen lassen.

Warum Pilze für die Umwelttechnik spannender werden

Die vorgestellte Studie passt zu einer wachsenden Zahl an Projekten, die Pilze als biologische Reinigungshelfer untersuchen. Andere Teams erproben sie bereits gegen Pestizide, Industriechemikalien oder Farbstoffe aus der Textilproduktion. Dort, wo konventionelle Verfahren an technische oder finanzielle Grenzen stoßen, könnten Pilze eine robuste, natürliche Alternative bieten.

Gleichzeitig entstehen neue Forschungsfragen: Welche Pilzarten passen zu welchem Schadstoffmix? Lassen sich Enzyme gezielt züchten oder gentechnisch anpassen, ohne ökologische Risiken zu erzeugen? Und wie können solche biologischen Systeme so verlässlich gemacht werden, dass sie in streng regulierten Bereichen wie der Wasseraufbereitung zugelassen werden?

Klar ist: Wer bei Hightech-Reinigung ausschließlich an Filter, Ozon und Membranen denkt, übersieht einen faszinierenden Akteur. Künftig könnten ausgerechnet Pilze, die im Wald morsches Holz zersetzen, dabei helfen, die unsichtbaren Spuren moderner Medizin im Kreislauf von Wasser, Boden und Nahrung zu reduzieren.