Wie lange reicht unser Wasser noch aus?

Nicht umsonst wird die Erde der „blaue Planet“ genannt: Rund 70 Prozent der Oberfläche ist mit Wasser bedeckt. Laut der Österreichischen Vereinigung für das Gas- und Wasserfach (ÖVGW) sind das geschätzt 1,4 Trilliarden Liter. Ein Viertel der Gesamtbevölkerung lebt jedoch aktuell in Ländern mit einem extremen Trockenheitsrisiko, wie eine Studie des US-Forschungszentrums World Resources Institute (WRI) erfasst hat. Dabei sei die Wasserknappheit in 17 Staaten fast auf dem Niveau der „Stunde Null“ angelangt – fließendes Wasser ist hier Mangelware.

Zeitgleich steigt die Weltbevölkerung in knapp 20 Jahren von derzeit sieben Milliarden Menschen auf rund neun Milliarden an, wie die Vereinten Nationen prognostizieren. Das gesamte Süßwasser würde bis 2040 damit nur noch 70 Prozent des Gesamtbedarfs decken. Der Klimawandel, der extreme Temperaturereignisse mit sich bringt, tut seinen Rest.

Wasser erneuert sich

Ein beängstigendes Zukunftsszenario. Aber: „Wasser wird nicht vernichtet, auch wenn es verbraucht wird, denn es gelangt über verschiedene Wege wieder in die Weltmeere zurück“, sagt Roman Neunteufel von der BOKU Wien im futurezone-Gespräch. Als Regen fülle es die Oberflächengewässer auf oder gelange in das Grundwasser. Die Wasserressourcen würden damit immer wieder erneuert.

Michael Strasser vom Bundesministerium für Nachhaltigkeit und Tourismus ergänzt: „Wasser wird nicht weniger, befindet sich aber in unterschiedlichen Aggregatzuständen.“ Die steigenden Temperaturen führen zu mehr Speicherung des Wassers als Dampf in der Luft. Anhaltende Trockenperioden und zu geringe Niederschläge hätten die Folge einer geringeren Grundwasserneubildung. „Das kann in sommerlichen Hitzeperioden zu regionalen Problemen mit den Wasservorräten führen“, sagt Strasser, insbesondere in Regionen wie Nordafrika und im arabischen Raum. In Österreich hingegen ist die Wahrscheinlichkeit laut Neunteufel hoch, dass es in ferner Zukunft sogar mehr Niederschlag geben wird.

Verschmutzung

Eines der größten Probleme in Bezug auf Wasser ist, dass es zunehmend verunreinigt ist. Als extremes Beispiel nennt Neunteufel Asien: „Hier gibt es zahlreiche aufstrebende Regionen, denen Profit wichtiger als Umweltschutz ist. Dort sind die Oberflächen- und Grundgewässer derart beeinträchtigt, dass wir sie nicht trinken würden. In Europa gibt es diesbezüglich sehr strenge Richtlinien“, erklärt er. Belastet würde das Wasser großteils durch die industrielle Produktion, die Pharma- und die Lebensmittelindustrie. Maßnahmen zur Lösung dieses Problems sind laut Michael Strasser Meerwasserentsalzungsanlagen – „Israel deckt so zum Beispiel den Großteil des kommunalen Wasserbedarfs“ – sowie die Aufbereitung von gereinigtem Abwasser, um dieses dann etwa für Bewässerung zu verwenden.

Technologie im Einsatz

Hier ist unter anderem Österreich gefragt, denn unser Land verfügt laut Strasser über hervorragendes Know-how in der Wasserwirtschaft und kann in Zukunft Hilfestellungen weltweit anbieten. Unter anderem arbeitet die Johannes Kepler Universität in Zusammenarbeit mit der schottischen Heriot-Watt Universität derzeit an hochtechnologisierten „mikrofluidischen Systemen“. Dabei handelt es sich um sogenannte „Labs-on-a-Chip“-Systeme – ein Netzwerk kleinster Kanäle auf Mikrochips. Die liefern schnelle Analysen, welche Desinfektionsmittel am besten gegen die Keime im Wasser wirken (siehe Grafik). Anders als andere Systeme ist dieses äußerst kostengünstig: Pro Stück kostet es in der Herstellung 50 Cent und kann binnen fünf Minuten produziert werden.

„Mit diesem Wissen kann das geeignete Desinfektionsmittel eingesetzt werden, um das Wasser zu reinigen“, sagt Projektleiter Werner Haselmayr. Entwickelt wurde der Chip von Elektrotechnikerin Medina Hamidovic. Ihr zufolge bedeutet das mikrofluidische System einen großen technologischen und medizinischen Fortschritt. Es könne helfen, neue Desinfektionsmittel zu finden und weitere Krankheitsausbrüche aufgrund von verunreinigtem Wasser zu verhindern.

Österreich im Glück

Im Bereich der Entsalzung in trockenen Gebieten können andere Methoden eingesetzt werden (siehe unten). Österreich weist laut dem WRI-Index jedenfalls ein geringes Trockenheitsrisiko auf. Laut Neunteufel sind die Vorräte nicht nur ausreichend, sondern einzigartig: „Wir verwenden fast ausschließlich Grund- oder Quellwasser, während etwa in Deutschland zum Teil Oberflächenwasser, also Wasser aus Seen und Flüssen, verwendet wird. Aber auch in Österreich gibt es trockene Gebiete, wie das Weinviertel. Die Versorgungsstruktur ist aber auch hier gut, denn die Wasserversorgung wird über Fernleitungen sichergestellt.“ Beeinträchtigungen wie Nitrat aus Düngemittel gibt es aber auch hier. „Diese Grundwasserkörper werden genau beobachtet und nötigenfalls als Maßnahmengebiete ausgewiesen. Wenn belastete Grundwasserkörper dennoch zur Wasserversorgung herangezogen werden, dann wird das Wasser zuvor aufbereitet.“

Eisernes Wassersparen bringe in Österreich nichts, um Wasser für Länder, in denen die Ressourcen knapp sind, zu „spenden“. „Ein weiter Transport von Wasser ist nicht wirtschaftlich. Lediglich in Flaschen abgefülltes Trinkwasser eignet sich als Exportartikel“, sagt Neunteufel. Die Menge zum Duschen beispielsweise sei hingegen nicht händelbar.

Technologie erzeugt Trinkwasser

Die Entwicklung technologischer Methoden zur Trinkwassergewinnung sind auf dem Vormarsch. Wissenschaftler nutzen dazu etwa das Wasser in den Meeren oder in der Luft.

Entsalzung: Forscher der Rice University in Houston, Texas haben zum Beispiel eine besonders effiziente Entsalzungsanlage entwickelt, die ihre Energie aus der Sonne bezieht. Bei dieser  fortgeschritte-nen „Membrandestillation“  trennt eine für Dampf durchlässige Membran von der Sonne erhitztes Salzwasser von kaltem Frischwasser. Durch den Druckunterschied durchdringt der Dampf  die Schicht und kondensiert in  zu gereinigtem Trinkwasser.

Wasser auf Luft: Forschern des Massachusetts Institute of Technology ist es in Kooperation mit der University of California in Berkeley  im vergangenen Jahr gelungen, Wasser aus extrem trockener Luft herzustellen. Zum Einsatz kommt ein Material aus der Familie der metallorganischen Gerüste mit einer großen wirksamen Oberfläche. Dieses zieht auch bei extremen Bedingungen Wasser aus der Luft – die relative Luftfeuchtigkeit kann bis zu zehn Prozent betragen. Zwar muss diese neuartige Methode für große Mengen Wasser noch ausgefeilt werden, sie könnte in Zukunft jedoch zur Trinkwasserversorgung in Wüstenregionen äußerst nützlich sein.

Wasservergeudung: Um einer Verschwendung in der Landwirtschaft entgegenzuwirken, haben Forscher der University of Connecticut einen Sensor entwickelt, der die Feuchtigkeit des Bodens misst. Er hilft Landwirten, die Bewässerung zu regulieren und könnte die Wasserverschwendung  um ein Drittel reduzieren.

Reinigung: Heuer wurde das Österreichische Rote Kreuz im Rahmen des Neptun Wasserpreises, der alles zwei Jahre vergeben wird, mit dem Hauptpreis honoriert.  Gemeinsam mit Partnern hat es ein mobiles Feldlabor zur Qualitätskontrolle der Fäkalschlammbildung entwickelt, welches international eingesetzt wird.