Ein Problem, das sich möglicherweise auf mechanische Weise lösen lässt: mit Ultraschall. Zahnärzte, Uhrenbauer oder Präparatoren prähistorischer Knochenreste, die reinigende Wirkung von Ultraschall nutzt fast jeder, der empfindliche Strukturen vom Schmutz befreien will.

Das Prinzip ist einfach, wird der Ultraschall auf ein Wasserbad gerichtet, so entstehen winzige Blasen aus Wasserdampf, die schlagartig implodieren. Die Ursache dieser so genannten Kavitation ist ein kurzfristig entstehender, starker Unterdruck. Der führt dazu, dass Wasser schon bei Zimmertemperatur verdampfen kann. Das Phänomen tritt auch auf, wenn sich ein Objekt sehr schnell durch die Flüssigkeit bewegt, was dann - des einen Freud ist des anderen Leid - Schiffsschrauben und Turbinenschaufel beschädigen kann. Die mechanische Wirkung der implodierenden Blasen ist so heftig, dass sie metallene Oberflächen zerstören können.

Der Wasserdampf, aus dem die Bläschen sind, wird zudem für eine sehr kurze Zeit sehr heiß. Druck und Temperatur sind so extrem, dass es bei der Implosion zur Emission eines Lichtblitzes kommt. Auch organische Schadstoffe überleben diesen Schock kaum und werden in ihre Einzelteile zerlegt.

Je nach Frequenz ändert sich auch die Lichtintensität, oder die Sonolumineszenz, der implodierenden Bläschen. Und diesen Zusammenhang nutzten Michael Beckett und Inez Hua von der Purdue University, um die optimale Wirkung der Kavitation für die Zerstörung organischer Schadstoffe zu ermitteln. Im Gegensatz zu bisherigen Forschungen auf diesem Gebiet gelang es Beckett und Hua mit ihrer Versuchsanordnung, die Sonolumineszenz direkt mit der Ultraschallfrequenz in Beziehung zu setzen.

In einem rund einen Liter fassenden Wasserbehälter beobachteten sie auf diese Weise, dass Schadstoffe wie der Methyl-Tertiär-Butyl-Ether (MTBE) - ein Treibstoffzusatz - oder das strukturell ähnliche Lösungsmittel 1,4-Dioxan am schnellsten bei einer Frequenz von 358 Kilohertz zerstört werden. Auch andere organische Verbindungen lassen sich unter diesen Bedingungen besonders rasch aus dem Wasser entfernen.

Noch eignet sich die Methode nicht für den Einsatz in den Kläranlagen, dazu ist ihr Wirkungsgrad noch zu gering. Die Zukunft ist indes vielversprechend, denn die Ultraschallbehandlung ist nicht nur einfach zu handhaben, auch das aufwändige und komplizierte Zumischen vielerlei chemischer Substanzen könnte dann entfallen. Deshalb wollen sich die Forscher jetzt vornehmlich mit der Entwicklung großer Anlagen beschäftigen.