Wasserwelt
Die Weltbevölkerung wächst immer weiter, doch unsere Süßwasser-Ressourcen sind endlich. So stellt die Versorgung aller Menschen mit der wertvollsten Ressourcen dieses Planeten eine große Herausforderung dar.
Die Weltbevölkerung wächst immer weiter, doch unsere Süßwasser-Ressourcen sind endlich. So stellt die Versorgung aller Menschen mit der wertvollsten Ressourcen dieses Planeten eine große Herausforderung dar.
Eines der beliebtesten Missverständnisse der letzten 100 Jahre war, dass die chinesische Mauer aus dem Weltall erkennbar sei – und man sie selbst vom Mond aus noch sehen könne.
Trotz gegenteiliger Beweise nach den amerikanischen Mondlandungen und weiteren Weltraummissionen ist dieser Mythos weit verbreitet und fand sogar Eingang in die chinesischen Schulbücher für Grundschulen. Doch im Jahr 2003 traf das chinesische Bildungsministerium die Entscheidung, den Hinweis zu löschen, nachdem Yang Liwei – der erste chinesische Astronaut, der die Erde im Weltraum umkreiste – nach seiner Landung erklärte, dass er das alte Bauwerk während seines 21 Stunden langen Fluges nicht habe erkennen können.
Der Dreischluchtenstaudamm entstand nicht ohne Kontroversen. Für ihn mussten Tausende Dörfer sowie Hunderte Städte geflutet werden, wobei über eine Million Menschen ihre Häuser verlassen mussten. Viele archäologische Fundstellen liegen jetzt unter Wasser und es gab große Bedenken in Bezug auf die Umweltverschmutzung. Positiv ist jedoch anzumerken, dass der Staudamm jetzt die Strömung des Jangtsekiang kontrolliert, sodass die Region nicht mehr dem Risiko der oft katastrophalen Überschwemmungen ausgesetzt ist, mit denen sie während ihrer gesamten Geschichte zu kämpfen hatte. Zudem ermöglicht die Größe des Reservoirs den Verkehr großer Handelsschiffe, die jetzt Städte am Oberlauf des Jangtsekiang erreichen und in ihrer Entwicklung unterstützen können.
In der Geschichte hat die Menschheit immer wieder Täler, Dörfer und Städte geflutet, um den wachsenden Bedarf an Wasser befriedigen zu können. Tatsächlich gehört der Bau von Staudämmen zu den ältesten Fähigkeiten des Bauingenieurwesens. So wurde der erste bekannte Staudamm ca. 2900 v. Chr. in Ägypten zum Aufstauen des Nils gebaut. Und erstaunlicherweise gibt es in Syrien einen Staudamm, der 1300 v. Chr. gebaut wurde und heute noch immer in Betrieb ist.
Unterirdische Quelle
Wie wir wissen, ist Wasser für alles Leben auf dem Planeten notwendig, weswegen sich die meisten Zivilisationen an Flüssen und Seen gebildet haben. Obwohl die Erde zu ungefähr 70 Prozent von Wasser bedeckt ist, sind davon lediglich drei Prozent Süßwasser. Und auch nur ungefähr ein Drittel davon steht als Trinkwasser zur Verfügung – der Rest ist in den polaren Eiskappen gefroren. Das meiste potenzielle Trinkwasser befindet sich im Grundwasser, was die Menschheit immer wieder dazu zwang, es sich auf einfallsreiche Weise nutzbar zu machen.
Nehmen wir zum Beispiel Qanate. Diese von den Persern erfundenen aufwendigen Tunnelsysteme versorgten trockene Bergregionen im heutigen Iran mit Wasser. Sie reichten über mehrere Kilometer und wiesen alle 20 bis 30 Meter senkrechte Schächte auf, die der Belüftung und als Zugang für Reparaturen dienten. Dabei führte der Haupttunnel zu einem Auslass in einem Dorf, von dem aus das Wasser über Kanäle zu den Feldern geleitet wurde.
Die Qanat-Technologie erstreckt sich über das gesamte persische Reich, einschließlich Teile von Ägypten und mittelasiatische Siedlungen entlang der Seidenstraße. Auch die Römer bauten Qanate sowie ihre berühmten Aquädukte zur Bereitstellung von Wasser. Als später die Araber Nordafrika und Spanien eroberten, brachten sie ihre Qanatbaufähigkeiten mit. Schließlich erreichten Qanate dank der Spanier sogar Mexiko, Peru und Chile. Heute sind Qanate noch immer wichtige Bewässerungsquellen im Iran und vielen anderen arabischen Ländern.
Eine weitere technische Errungenschaft im Altertum war die Wasserschraube, die für die Drainage und zum Transport großer Wassermengen von einem niedrigen auf ein hohes Niveau diente. Diese Erfindung wird Archimedes zugeschrieben, und man geht davon aus, dass sie zur Bewässerung der hängenden Gärten von Babylon genutzt wurde. Doch dafür gibt es keinen wirklichen Nachweis. Die Archimedes-Schraube bestand aus einer Spirale innerhalb einer Rohrleitung. Zur Förderung von Wasser wurde ein Ende der Rohrleitung in Wasser eingetaucht, das beim Drehen der Spirale aufgeschaufelt wurde und über die rotierende Spirale die Rohrleitung am anderen Ende wieder verließ. Die Konstruktion dieser Wasserschraube bildete die Basis für viele moderne Industriepumpen.
Obwohl uns unsere Urahnen als Erbe ein gutes Know-how für die Wasserversorgung und die Abwasserentsorgung hinterließen, dauerte es bis zum letzten Viertel des 19. Jahrhunderts, bis sanitäre Anlagen im Innern der Häuser in zufriedenstellender Form zur Verfügung standen. Schließlich haben mit zunehmenden Kenntnissen darüber, wie Wasser durch krankheitserzeugende Mikroorganismen kontaminiert werden kann, die Behandlungsmethoden zur Erzeugung sicheren Trinkwassers zugenommen. So hat sich in den Industrieländern eine riesige Branche um die Wassergewinnung, die Wasserbehandlung und die Wasserbereitstellung in Wohngebäuden, Büros und anderen Gebäuden gebildet.
Neben den Grundwasserquellen wird Trinkwasser auch aus Quellen gewonnen und aus Wasserreservoirs gepumpt. Danach wird es gereinigt und durch Chlorierung desinfiziert. In einigen Regionen wird dem Wasser sogar Fluorid hinzugefügt, um das Entstehen von Karies zu vermeiden.
Universalanbieter
Unter Berücksichtigung der Vielzahl an Gelegenheiten, bei denen wir uns auf Wasser verlassen und es nutzen, könnte Wasser als Universalanbieter betrachtet werden. Wasser ist die einzige natürliche Substanz, die in den drei Aggregatzuständen fest, flüssig und gasförmig vorkommt – und die Menschheit nutzt alle drei von ihnen.
Wir trinken das Wasser, benutzen es in der Landwirtschaft, baden, schwimmen und waschen unsere Wäsche darin und wir reisen auf ihm. Wasser ist für viele Industrieverfahren als chemisches Lösungsmittel, als Reinigungsmittel, als Kühlmittel und zur Wasserkrafterzeugung notwendig. Wärmetauscher nutzen sowohl Wasser als auch Dampf für die Wärmeübertragung und unter sehr hohem Druck wird Wasser sogar zu einem effizienten Präzisionsschneidewerkzeug.
Dampfgetriebene Turbinen werden zur Erzeugung von Strom eingesetzt, und Dampf verfügt gleichzeitig über effektive sterilisierende und reinigende Eigenschaften. Menschen, die ein Dampfbad besucht haben, werden Ihnen vielleicht erzählen, dass sie sich danach sehr viel sauberer gefühlt haben als nach einem normalen Wannenbad oder nach dem Duschen. In seiner festen Form als Eis ermöglicht uns Wasser das Kühlen und Einfrieren von Nahrungsmitteln, sodass sie länger frisch bleiben und über große Entfernungen transportiert werden können.
Wasser kann aber auch dekorativ sein. So verfügen die meisten Städte über Springbrunnen auf ihren Plätzen und in ihren Parks. Gleichzeitig bietet Wasser Gelegenheiten für Sport und Erholung. Dazu gehören Schwimmen, Wasserski, Surfen, Skilaufen, Schlittschuhlaufen, Snowboarding und Eishockey. In vielen Kulturen und Religionen wird Wasser als Reinigungsmittel betrachtet und es wurden viele Reinigungsrituale entwickelt. So wird Neujahr in vielen südostasiatischen Ländern gefeiert, indem sich Menschen gegenseitig mit Wasser übergießen, was als eine Geste der Segnung und des Wohlwollens verstanden wird. Dies zeigt sich auch in thailändischen Hochzeitszeremonien, bei denen das Eintauchen der Hände des Brautpaars in Wasser Glück bringen soll.
In Teilen Japans ist es üblich, das Zeichen für Wasser auf die Dächer von Häusern zu malen oder zu schnitzen, um sie gegen Feuer zu schützen. Dabei geht man davon aus, dass ein Dach, auf dem sich Wasser befindet, nicht brennen wird. Die Japaner nutzen das Wasser auch für verschiedene Rituale, um einen erfolgreichen Ausgang vieler wichtiger Ereignisse im Leben sicherzustellen, wie das Bestehen von Examina oder die Überwindung einer Krankheit. Im Winter baden Shinto-Anhänger in einem eisigen Pool im Teppozu-Schrein in Tokio – angeblich, um sich fit zu halten und Ausdauer zu demonstrieren.
Tatsächlich spielt das Eintauchen in Wasser in vielen Religionen eine zentrale Rolle. So reinigen sich Muslime und Hindus vor dem Gebet mit Wasser und Christen werden mit gesegnetem Wasser getauft.
Versiegen
Es ist eine interessante Tatsache, dass die Wassermenge auf dem Planeten gleichbleibend ist. Mit anderen Worten: Das Wasser, das sich bei Entstehung der Erde bildete, ist das Wasser, das wir heute nutzen. Die Natur recycelt das Wasser kontinuierlich durch Verdunstung und Regenfälle. Theoretisch müsste es genug Süßwasser geben, um die Bedürfnisse der Bevölkerung weltweit mehrfach zu befriedigen. Doch in der Realität ist Wasser ungleichmäßig verteilt, sodass viele Teile der Welt an chronischer Wasserknappheit leiden. Die Vereinten Nationen (UN) sagen, dass rund 1,2 Milliarden Menschen in Regionen leben, in denen Wasser knapp ist, und weitere 1,6 Milliarden Menschen nur begrenzten Zugang zu Wasser haben, da ihren Ländern die Infrastruktur zur Bereitstellung von Wasser aus Flüssen und aus dem Grundwasser fehlt.
Doch eine Kombination aus Klimawandel, Verschwendung, Umweltverschmutzung und einer zunehmenden Nachfrage bedeutet, dass kein Kontinent gegen Wasserknappheit immun ist. In ihrem Weltwasserentwicklungsbericht sagen die UN voraus, dass im Jahr 2050 einer von vier Menschen in einem Land lebt, das von wiederkehrender Wasserknappheit geplagt sein wird.
Während die Länder reicher werden und die Urbanisation zunimmt – die Mehrheit der Weltbevölkerung lebt bereits in Städten – erhöht sich auch der Druck auf die Wasserversorgung. So wird zum Beispiel in Indien Wasser in einer Menge aus Rohrbrunnen gepumpt, die um 100 Kubikkilometer höher ist, als sie von Regenfällen wieder ersetzt werden könnte.
Und die Ernährung einer wachsenden Bevölkerung verschärft das Problem noch. Denn die Landwirtschaft verbraucht bereits bis zu zwei Drittel des verwendeten Süßwassers – und dieser Wert erhöht sich in trockenen Regionen auf 90 Prozent. Es werden 5.000 Liter Wasser benötigt, um ein Kilogramm Reis zu erzeugen und man braucht fast 4.000 Liter Wasser zur Erzeugung der Menge Weizen, die für ein Kilogramm Brot benötigt wird. Zudem hat Wasserknappheit einen verheerenden Einfluss auf die Verfügbarkeit und die Preise von Nahrungsmitteln. Im Jahr 2008 führte eine starke Trockenperiode zu einem Anstieg der Nahrungsmittelpreise und im Jahr 2010 war Russland gezwungen, aufgrund von Wasserknappheit sein Getreideexportverbot auszuweiten.
Tätig werden
Wie können wir also verhindern, dass uns weltweit das Süßwasser ausgeht? Die internationale Gemeinschaft ist sich inzwischen der bevorstehenden Wasserkrise bewusst. Eines der Millenniumziele der UN bestand darin, den Anteil der Menschen ohne Zugang zu sicherem Trinkwasser zu halbieren. Um dies zu erreichen, erklärte die UN den Zeitraum von 2005 bis 2015 zur internationalen Aktionsdekade „Wasser für Leben“. Sie fördert Aktionen und Grundsätze für ein besseres und nachhaltigeres Management von Ressourcen und Verbesserungen bei der Abwasserbehandlung.
In heißen Ländern mit wenig Regenfällen kommen zunehmend Entsalzungsanlagen zum Einsatz, wobei auf die riesigen Wasserressourcen des Meeres zurückgegriffen wird. Doch ein Nachteil dieses Verfahrens ist, dass Meerwasserentsalzung eine teure Infrastruktur und riesige Energiemengen erfordert. Ein Weg zur Linderung dieser Auswirkungen besteht im Einsatz von Kraftwärmekopplung oder Zweifachfunktionsanlagen. Dabei wird die bei der Stromerzeugung anfallende Abwärme in das Entsalzungsverfahren geleitet. Die meisten dieser Zweifachfunktionsanlagen befinden sich in Nordafrika und im Nahen Osten, wo fossile Brennstoffe zur Kraftstofferzeugung ausreichend vorhanden sind. Das wichtigste Beispiel dafür ist der Kraftwerks- und Entsalzungsbetrieb Jebel Ali in Dubai. Es ist der größte Betrieb seiner Art weltweit, der 300 Millionen Kubikmeter Süßwasser pro Jahr erzeugen kann.
Eine weitere Innovation besteht in der Anwendung von Windturbinen für die Stromversorgung des Entsalzungsverfahrens. Das niederländische Unternehmen Dutch Rainmaker ist mit der Entwicklung dieser Technologie beschäftigt. Das Unternehmen wendet auch das Konzept der Wassergewinnung aus der Luft an. Dabei treiben die Windturbinenblätter einen Kühlkompressor an und der Verdampfer innerhalb des Systems kühlt die Luft, die dann zu kondensieren beginnt.
Die vielleicht offensichtlichsten und kostengünstigsten weltweit anwendbaren Lösungen zur Vermeidung von Wasserknappheit liegen in einem umsichtigeren Wasserverbrauch, einer sorgfältig gewarteten Infrastruktur und einem besseren Recycling. Denn die Sicherstellung einer weiteren Versorgung mit der weltweit wichtigsten Ressource muss in jedermanns Interesse liegen.
Weitere Informationen:
- Wasserwunder