Archives

bookmark_borderWasser Entkalken: Ein umfassender Leitfaden

Posted on by Wassertechnik

Wasser enthält natürlicherweise gelöste Mineralien, darunter auch Kalzium und Magnesium, die es “hart” machen. Diese Härte wird oft als unerwünscht empfunden, da sie die Effizienz von Haushaltsgeräten beeinträchtigt und Ablagerungen in Rohren verursacht. Deshalb ist es manchmal notwendig, Wasser zu entkalken, d.h. die Härtemineralien zu entfernen.

Hintergrund

Die Härte des Wassers variiert von Ort zu Ort, abhängig von der geologischen Beschaffenheit des Untergrunds. Wasser, das durch Kalkstein- oder Kreideformationen fließt, nimmt beispielsweise mehr Kalzium auf und wird daher “härter”.

Die Wasserhärte wird gewöhnlich in deutschen Härtegraden (°dH) ausgedrückt. Wasser mit mehr als 14 °dH gilt als hart, während Wasser mit weniger als 8,4 °dH als weich eingestuft wird.

Warum ist Entkalkung wichtig?

Hartes Wasser kann verschiedene Probleme verursachen. Es hinterlässt Kalkablagerungen in Rohren und Geräten, was zu deren Verschleiß führt. Hartes Wasser beeinträchtigt auch die Effizienz von Seifen und Waschmitteln, was zu höherem Verbrauch und damit zu höheren Kosten führt. Darüber hinaus können die Mineralien im harten Wasser den Geschmack von Getränken, wie Kaffee und Tee, beeinträchtigen.
Tipp: Hier klicken für sauberes Wasser

Entkalkungsverfahren

Es gibt verschiedene Methoden zur Entkalkung von Wasser. Die am häufigsten verwendeten Methoden sind Ionenaustausch, Umkehrosmose und Destillation.

Ionenaustausch

Diese Methode wird häufig in Haushaltswasserenthärtern verwendet. Sie funktioniert, indem sie Kalzium- und Magnesiumionen im Wasser durch Natriumionen ersetzt. Dies geschieht in einer Kammer, die mit Ionenaustauscherharz gefüllt ist. Die Natriumionen werden dann durch regelmäßiges Spülen des Harzes mit einer Salzlösung wieder aufgefüllt.

Umkehrosmose

Dieses Verfahren nutzt eine semipermeable Membran, um harte Mineralien aus dem Wasser zu entfernen. Das Wasser wird unter Druck durch die Membran gepresst, die nur Wassermoleküle durchlässt und größere Partikel, einschließlich Kalzium- und Magnesiumionen, zurückhält.

Destillation

Bei der Destillation wird das Wasser erhitzt, bis es verdampft. Der Dampf wird dann abgekühlt und kondensiert, um reines Wasser zu erzeugen. Da die harten Mineralien nicht verdampfen, bleiben sie zurück und werden entfernt.

Wartung und Sicherheitsmaßnahmen

Es ist wichtig zu beachten, dass alle Entkalkungsverfahren eine gewisse Wartung erfordern. Ionenaustauscher müssen regelmäßig mit Salz regeneriert werden, Umkehrosmose-Systeme benötigen periodischen Membranaustausch und Destillationsgeräte sollten regelmäßig gereinigt werden, um Ablagerungen zu vermeiden.

Sicherheitsmaßnahmen sind ebenfalls unerlässlich. Es ist wichtig, die Geräte korrekt zu installieren und zu bedienen, um Leckagen und andere Probleme zu vermeiden. Darüber hinaus sollte das behandelte Wasser regelmäßig getestet werden, um sicherzustellen, dass es sicher und frei von unerwünschten Verunreinigungen ist.

Umweltauswirkungen

Während die Entkalkung von Wasser viele Vorteile hat, sollte man auch die Umweltauswirkungen berücksichtigen. Die Salze, die bei der Ionenaustauschmethode verwendet werden, können beispielsweise in die Umwelt gelangen und Probleme verursachen. Daher sollte man nach Möglichkeit umweltfreundliche Alternativen in Betracht ziehen.

Gesundheitliche Aspekte

Ein weiterer wichtiger Aspekt der Wasserentkalkung betrifft die gesundheitlichen Auswirkungen. Es ist bekannt, dass Mineralien wie Kalzium und Magnesium für den menschlichen Körper essentiell sind. Daher sollte man berücksichtigen, dass das Trinken von vollständig enthärtetem Wasser zu einem Mangel an diesen Mineralien führen kann. Es ist daher wichtig, einen ausgewogenen Ansatz zu verfolgen und die Wasserhärte auf ein akzeptables Niveau zu reduzieren, anstatt sie vollständig zu eliminieren.

Kosten und Wirtschaftlichkeit

Die Kosten für die Installation und Wartung von Entkalkungsanlagen können erheblich sein. Daher ist es wichtig, die wirtschaftlichen Aspekte zu berücksichtigen. Man sollte die Kosten für den Kauf und die Wartung der Anlage gegen die Einsparungen aufwiegen, die durch eine längere Lebensdauer der Haushaltsgeräte und einen geringeren Verbrauch von Seifen und Waschmitteln erzielt werden können.

Die Wasserentkalkung ist ein wichtiger Prozess, um die Lebensdauer von Geräten zu verlängern, den Geschmack von Getränken zu verbessern und die Effizienz von Seifen und Waschmitteln zu erhöhen. Es ist jedoch wichtig, den richtigen Entkalkungsprozess zu wählen, die Geräte ordnungsgemäß zu warten und die Umweltauswirkungen zu berücksichtigen. Zudem sollte man die gesundheitlichen Aspekte und die wirtschaftlichen Kosten im Auge behalten. Mit der richtigen Vorgehensweise kann die Wasserentkalkung einen großen Beitrag zur Verbesserung der Wasserqualität leisten.

bannerwega / depositphotos.com

bookmark_borderWassergewinnung: Übersicht der Möglichkeiten und deren Bedeutung

Posted on by Wassertechnik

Wasser ist für Menschen genauso elementar wichtig, wie die Luft zum Atmen. Doch Wasser ist nicht gleich Wasser, es gibt Unterschiede gerade wenn es um das Trinkwasser geht. Deutschland, aber auch die Welt insgesamt steht bei der Wasserversorgung vor großen Herausforderungen. Welche das im Detail sind und was für Möglichkeiten der Wassergewinnung sich anbieten, kann man dem weiteren Artikel entnehmen.

Wir brauchen Wasser

Ohne Luft, aber auch ohne Wasser könnten die Menschen auf der Erde nicht leben. Das Wasser ist ein grundlegender Bestandteil in unserem Alltag. Wir brauchen Wasser zum Trinken, aber auch für die Zubereitung von Lebensmittel, wir brauchen es in der Landwirtschaft für das Wachstum von Pflanzen, wir brauchen Wasser aber auch in der Produktion unserer Waren und Güter. Hier denke man an die Industrie, aber auch die Viehhaltung. Um ein Kilogramm Rindfleisch zu bekommen, erfordert dieses über den gesamten Zeitraum von Zucht bis Schlachtung, rund 15.400 Liter Wasser. Und nicht nur der Mensch braucht Wasser, auch Pflanzen und Tiere sind auf eine ausreichende Menge an Wasser angewiesen. Ist diese nicht gewährleistet, ist ein Wachstum nicht möglich. Doch Wasser ist auch nicht gleich Wasser. Vielmehr gibt es hier beim Wasser große Unterschiede. So unterscheidet man grundsätzlich zwischen Süß- und Salzwasser. Süßwasser ist unser grob formuliert unser Trinkwasser. Gänzlich anders sieht es aus beim Salzwasser, wie man es zum Beispiel in den verschiedenen Weltmeeren findet. Ein solches Wasser eignet sich sowohl nicht zum Trinken, aber auch nicht zur Bewässerung von Pflanzen. Dafür ist einfach der Salzgehalt im Wasser viel zu hoch, im Schnitt liegt dieser nämlich bei rund 3.5 Prozent. Wenn man sich die Frage stellt, woher das Wasser kommt, so kommt dieses nicht nur aus einer Quelle. Vielmehr gibt es hier eine Reihe von unterschiedlichen Quellen, zu denen gehören Flusswasser, Seewasser, Talsperrenwasser und letztlich auch Meerwasser. Sicherlich wird das den einen oder anderen Leser wundern, konnte man doch eben noch lesen, dass sich Meerwasser nicht als Trinkwasser oder für die Bewässerung der Landwirtschaft verwenden lässt. Das ist auch nicht falsch. Meerwasser kann man immer nur dann nutzen, wenn es entsprechend aufbereitet ist, was nichts anderes bedeutet, wie dass der Salzgehalt herabgesetzt wird. So einfach wie sich das anhört, sind die Verfahren zur Aufbereitung von Salzwasser leider nicht. Die Aufbereitung ist mit einem hohen Aufwand verbunden, die gerade in der Vergangenheit oftmals sehr unwirtschaftlich war. Im Zusammenhang mit Meerwasser ist noch zu erwähnen, die Mehrheit vom Wasser auf der Erdoberfläche besteht aus Salzwasser. Wenn die Rede von Meerwasser ist, so gehört hier zur Vollständigkeit noch eine Ausnahme. So gibt es nämlich auch Meerwasser was kein Salzwasser ist, das findet man im Arktischen Meer. Hier handelt es sich ausschließlich um Süßwasser.

Woher kommt das Wasser in Deutschland

Wenn es um die Wasserversorgung in Deutschland geht, egal ob es um Wasser für die Produktion, um die Bewässerung der Landwirtschaft oder einfach um Trinkwasser geht, so handelt es sich hier immer um Wasser in einer Trinkwasserqualität. Rund 61 Prozent von diesem Wasser wird hierbei aus dem Grundwasser gewonnen. Weitere 31 Prozent der Wasserversorgung wird Oberflächenwasser, wie zum Beispiel aus Seen oder aber auch aus Stauseen verwendet. Um sich darunter besser etwas vorstellen zu können, muss man sich nur den Bodensee ansehen. Der Bodensee in Baden-Württemberg, versorgt mit seinem Wasser nahezu vollständig ganz Baden-Württemberg mit Trinkwasser. Das Wasser vom Bodensee kommt aus den Alpen, was über Zuflüsse wie den Rhein und weitere Nebenflüssen gespeist wird. Alleine 360 000 Liter Wasser pro Sekunde werden so dem Bodensee zugeführt. Und letztlich kommen in Deutschland noch acht Prozent vom Wasser aus der Gewinnung von Quellwasser. Bei Quellwasser handelt es sich um Grundwasser, was man aber nicht aus der Tiefer fördern muss. Vielmehr kommt hier das Grundwasser aufgrund von Druck unter anderem, natürlich an die Oberfläche. Die größte Menge an Wasser die aus dem Grundwasser kommt, kommt aus der Tiefe. Diese Tiefe können fünf Meter, aber auch zehn Meter und tiefer sein. Das Wasser befindet sich hier in den Erdschichten und wird über Brunnen und Pumpen gefördert. Das Grundwasser kommt aus ganz unterschiedlichen Quellen, so kann es sich um Regen handeln der versickert oder generell es sich um Oberflächenwasser handeln. Gerade aufgrund dieser Quellen die das Grundwasser speist, kann sich dieses auch immer wieder von neuem auffüllen.

Süßwasser ist nicht gleich Trinkwasser

Woher das Wasser jetzt kommt, wissen wir jetzt. Doch im Zusammenhang mit der Wassergewinnung muss man wissen, selbst wenn es sich um Süßwasser handelt, kann man dieses in der Regel nicht sofort trinken. Vielmehr ist eine Aufbereitung vom Wasser meist notwendig, so zum Beispiel um Schmutzpartikel aus dem Wasser filtern zu können. Gerade in Deutschland gibt es an das Trinkwasser hohe Anforderungen, die einzuhalten sind. Oder würden Sie einfach Wasser aus dem Rhein trinken? Sicherlich nicht, ohne das es hier zu einer Aufbereitung gekommen ist.

Probleme mit dem Wasser

Wie man sehen kann, kommt alleine das Wasser in Deutschland aus einer Vielzahl von Quellen. Und sicherlich könnte man hier die Annahme haben, in Deutschland hat man mit dem Wasser keine Probleme. Doch diese Annahme täuscht, in vielen Regionen in Deutschland gibt es mittlerweile mit der Wassergewinnung Probleme. Das überrascht, kennt man solche Probleme doch meist eher aus Staaten wie aus Afrika. Doch das Klima in Deutschland unterliegt seit mehreren Jahren einem Wandel, der sich gerade im Sommer besonders bemerkbar macht. Hohe Temperaturen und mangelnde Niederschläge, führen immer wieder zu einer Wasserknappheit. Und selbst große Flüsse wie der Rhein, sind dann von Niedrigwasser betroffen. Wie es um das Wasser in Deutschland bestellt ist, zeigt immer wieder auch gut der sogenannte Dürremonitor. Der Dürremonitor gibt Auskunft darüber, wie es um das Wasser in verschiedenen Bodentiefen aussieht. Schaut man sich hier die Deutschlandkarte an, so hat man hier teils flächendeckend in Bodentiefen von 1.80 m eine extreme Dürre. Und selbst in Tiefen von 25cm, gibt es oftmals noch einen Mangel an Wasser. Und dieser Mangel setzt sich meist auch im Winter fort. Die Gründe dafür sind vielschichtig. Neben dem Klima und den Temperaturen, ist ein großes Problem auch der Wasserverbrauch und die Versiegelung von Flächen. Dafür wird erschwert, dass das Wasser im Boden versickern kann. Von der Wasserproblematik ist aber nicht nur Deutschland betroffen, sondern eine Vielzahl von Staaten. In vielen Ländern wird auf Wasserknappheit vor allem mit strenger Ration geantwortet, aber auch mit neuen Methoden der Wassergewinnung.

Neue Verfahren der Wassergewinnung

Über die gängigen Methoden der Wassergewinnung wurde jetzt schon viel geschrieben. Doch es gibt bei der Wassergewinnung auch neue Verfahren. Die Quelle hier muss man nicht in der Tiefe suchen oder es handelt sich um einen Fluss, vielmehr ist es die Luft. In der Luft befindet sich viel Feuchtigkeit und damit letztlich auch Wasser. Untersuchungen haben gezeigt, dass in einem Kubikkilometer Luft man eine Wassermenge von bis zu 40.000 Tonnen hat. Hinsichtlich der Wassermenge muss man aber sagen, hier spielt bei der Menge auch die Region eine große Rolle. Gerade in Regionen mit einer geringen Luftfeuchtigkeit, kann die Wassermenge in Anführungszeichen auch nur “10.000” Tonnen Wasser bestehen. Wenn es jetzt um Wassergewinnung geht, so kommt hier ein Gel-Granulat zur Anwendung, der die Feuchtigkeit aus der Luft saugt. Hierbei kommt es dann auch zu einer chemischen Reaktion, durch die Wärme die dabei entsteht, wir der Dampf zu Wasser kondensiert. Nachteilig bei dieser Art der Wassergewinnung ist, dass es hier ohne einen Energieeinsatz nicht geht. So braucht man für rund einen Liter Wasser eine Energiemenge von drei KW. Bereits heute wird dieses Verfahren der Wassergewinnung schon in verschiedenen Ländern, unter anderem in Israel eingesetzt. Der große Vorteil dieser Methode ist, dass man dieses Verfahren der Wassergewinnung auch an Orten einsetzen kann, wo es kein Grundwasser oder Flüsse gibt. Es gibt aber auch Einschränkungen, wo dieses Verfahren nicht funktioniert. Zum einen funktioniert dieses Verfahren der Wassergewinnung nur dann, wenn man eine Temperatur von mindestens vier Grad hat. Zudem muss die Luftfeuchtigkeit noch bei mindestens 20 Prozent liegen.

bookmark_borderStauseen sind wichtiger Versorgungslieferant in Deutschland

Posted on by Wassertechnik

Stauseen in Deutschland haben eine wichtige Aufgaben. So dienen Stauseen in erster Linie der Versorgung von Menschen mit Wasser und Strom. Stauseen zeichnen sich hierbei durch eine sehr hohe Effektivität, aber auch durch eine einfache Funktionsweise aus. Was für Unterschiede es bei den Stauseen gibt, kann man dem nachfolgenden Artikel entnehmen.

Stauseen in Deutschland

Wenn es um Stauseen, auch Talsperren genannt in Deutschland geht, so gibt es davon über 300 verteilt im ganzen Land. Die Stauseen sind hierbei höchst unterschiedlich gebaut. So unterscheiden sich die Stauseen zum Beispiel bei der Höhe, aber auch bei der Breite. Beide Parameter sind hierbei nicht unwichtig, da diese einen wesentlichen Einfluss darauf haben, in welcher Menge Wasser aufgestaut werden kann. Der größte Stausee in Deutschland kommt zum Beispiel auf eine Höhe von rund 106 m. Auf Stauseen wirken hohe Kräfte, alleine durch das viele Wasser. Um diesen Kräften standhalten zu können, werden Stauseen sehr massiv errichtet. Die Kraft die mit einem Stausee durch das Anstauen von Wasser verbunden ist, hat aber auch etwas positives, so kann man dieses nämlich in der Erzeugung von Energie verwenden. In vielen Ländern der Welt spielen Stauseen und damit verbundene Kraftwerke, eine sehr große Rolle. In Brasilien werden zum Beispiel rund 80 Prozent der Energie des gesamten Landes, so gewonnen.

Aufgaben von Stauseen

Stauseen haben in Deutschland vielfältige Aufgaben, die sie zu erfüllen haben. Wie schon erwähnt, dienen sie der Erzeugung von Energie, von Strom. Möglich ist das, in dem das aufgestaute Wasser unter einem hohem Druck ins Tal abgelassen wird. Durch den Druck wird eine Turbine angetrieben, die letztlich dann Energie erzeugt. Je nach Stausee kann es bei der Technik Unterschiede geben. So gibt es hier auch Stauseen, bei denen befindet sich das Wasser wie in einem Kreislauf. Das bedeutet, ein Teil vom Wasser das ins Tal abgeleitet wurde, wird wieder hochgepumpt um es dann wieder zur Erzeugung von Energie genutzt werden kann. Man bezeichnet diese Art von einem Kraftwerk auch als Pumpspeicherkraftwerk. Die Nutzung der Wasserkraft ist nicht neu, man denke hier nur an Mühlen. Mühlen funktionieren nach einem ähnlichen Prinzip. Je nach Größe vom Stauseee, kann es hier bei der Produktion von Strom zu einer Menge zwischen 1 bis 20 Gigawatt kommen. Um sich unter dieser Energiemenge etwas vorstellen zu können, ein kleines Beispiel. Ein Atomkraftwerk kommt je nach Größe durchschnittlich auf eine Leistung von rund 9,6 Gigawatt. Wie man daran sehen kann, kann die Leistungsfähigkeit bei der Erzeugung von Energie bei einem großen Stausee, um ein vielfaches höher sein. Gerade aufgrund dieser Funktionsweise, gelten Stauseen auch als erneuerbare Energie. Schließlich geht das Wasser durch die Produktion von Strom nicht verloren. Doch Stauseen können auch noch eine andere Aufgabe haben, nämlich die Sicherstellung der Wasserversorgung an sich. Bei der Wasserversorgung muss man hierbei unterscheiden. So gibt es Stauseen die zum Beispiel der Trinkwasserversorgung dienen. Von den rund 300 Stauseen in Deutschland, ist das bei gut 100 Stauseen der Fall. Hier erfüllt der Stausee dann meist die Doppelaufgabe, bestehend aus der Produktion von Strom und letztlich der Wasserversorgung der Bevölkerung. Doch ein Stausee kann auch dazu dienen, die Landwirtschaft oder Industrie mit Wasser zu versorgen. Hierbei muss es sich dann auch nicht zwingend um Trinkwasser handeln.

Vorteile von Stauseen

Natürlich stellt sich bei einem Stausee immer die Frage nach den Vorteilen. Und in der Tat, ein Stausee hat zahlreiche Vorteile. Hier denke man nur an die bereits erwähnte Aufgabe der Stromerzeugung und Versorgung, aber auch der Wasserversorgung. Beides, sowohl die Stromerzeugung aber auch die Wasserversorgung, ist mit keinen schädlichen Einflüssen für die Umwelt verbunden. Das bedeutet, es entstehen bei der Produktion von Energie keine Abgabe, wie man diese bei einem Kohlekraftwerk hat. Und man hat in der Herstellung von Energie auch keine Brennstoffkosten, da der Rohstoff Wasser im Fall von einem Stausee, kostenfrei verfügbar ist. Stauseen haben aber auch noch einen anderen Vorteil, nämlich einen sehr hohen Wirkungsgrad. Dieser Wirkungsgrad liegt bei der Erzeugung von Energie bei rund 80 Prozent. Das bedeutet, dass Wasser was in der Herstellung von Energie eingesetzt wird, wird nahezu optimal genutzt. Stauseen zeichnen sich aber auch durch eine lange Robustheit aus. So gibt es in Deutschland zum Beispiel Stauseen, die noch weit vor dem Zweiten Weltkrieg gebaut wurden und noch heute sich in der Nutzung befinden. Natürlich gehört untrennbar zu den Vorteilen, auch Nachteile. Und Stauseen haben auch Nachteile, die man nicht aus dem Blick verlieren darf. So gut und umweltfreundlich Stauseen später in der Nutzung sind, sind sie eine große Umweltbeeinflussung. Stauseen werden immer künstlich angelegt, aufgrund der massiven Ausführung geht das nicht ohne großen Einfluss in die Natur. Ebenfalls von Nachteil kann aber auch sein, die Abhängigkeit vom Standort. Einen Stausee kann man nicht verlegen, was gerade nicht unerheblich sein kann. Schließlich braucht man immer auch große Mengen an Wasser, um überhaupt Wasser in einem Stausee anstauen zu können.

bookmark_borderRenaturierung von Flüssen

Posted on by Wassertechnik

Die Renaturierung von Flüssen ist die Rückführung von Gewässern in ihren ursprünglichen Zustand, um ihr Ökosystem wiederherzustellen. Welche Maßnahmen dabei ergriffen werden und welche Interessenskonflikte dabei entstehen, erklären wir im Folgenden.

Flüsse sind komplexe Ökosysteme. Indem sie uns mit Wasser und Nahrung versorgen, bilden sie nicht nur für uns eine Lebensgrundlage, sondern auch für viele Tier- und Pflanzenarten. Sie tragen zum Abbau chemischer Stoffe, sowie zur Reinigung unseres Abwassers dar und ihre Auen schützen umliegende Gebiete vor Hochwasser. Allerdings gibt es kaum mehr naturbelassene Gewässer in Deutschland.

Seit Menschengedenken wird in den natürlichen Haushalt von Flüssen eingegriffen. Über 90% der deutschen Gewässer werden vom Menschen manipuliert und weisen deshalb Begradigungen, Verrohrungen und Betonrinnen auf. Wir nutzen Flüsse für den Schiffsverkehr, betreiben Fischerei und für das Entledigen unseres Abwassers. Für die Betreibung von Ackerbau und Städtebau werden ganze Flussläufe verengt oder umgeleitet. Der Eingriff des Menschen in die Natur hat erhebliche Auswirkungen auf das sensible Ökosystem. Er trägt zur Verarmung bis zur Zerstörung ganzer Tier- und Pflanzenwelten bei .

Renaturierung ist der Versuch, veränderte Natur zu ihrem ursprünglichen Zustand zurückzuführen.Meist genügt nur ein Anstoß, wie das Entfernen von Beton, damit eine eigenständige Renaturisierungsdynamik der Natur einsetzt. Allerdings können auch ganze unterirdische, kanalisierte Gewässer wieder offengelegt werden. Damit sich die Natur erholen kann, muss allerdings viel Zeit vergehen. Und auch bei ambitionierten, langjährigen Versuchen gibt es keine Garantie, dass die Natur wieder zu ihrem ursprünglichen Zustand zurückfindet. Ein verändertes Gebiet trägt auch lange danach noch die Spuren des Eingriffs. Beispielsweise bleibt der Stickstoff- und Kohlenstoffkreislauf nachhaltig gestört und auch die Artenvielfalt erholt sich nicht zu hundert Prozent. In vielen Fällen ist das auch wegen der anderweitig genutzten Fläche nicht mehr möglich. Der Begriff “Renaturierung” im Sinne von “zurück zum ursprünglichen Zustand” ist in den meisten Fällen also nicht realistisch. Es wird daher eher von “Revitalisierung” gesprochen.

Fließgewässer sind ein dynamisches Ökosystem. Sie verändern ständig ihren Lauf, schwellen an und wieder ab, überschwemmen Auen und Ufer oder legen es brach. Die natürliche Strömung eines Flusses herzustellen ist daher Ziel der Revitalisierungsmaßnahmen. So kann zumindest ein Teil der Tier- und Pflanzenvielfalt zurückkehren. Das wird oft durch die Aufwertung des Flussbettes mit Strukturelementen, also Hindernissen, geschafft. Das bedeutet zum Beispiel, dass Bäume, Wurzelstöcke, Störsteine, Wurzelstöcke, Kiesschüttungen oder Dreiecksbuhnen in das Flussbett eingebaut werden, die die Strömung dann lenken.

Konflikte mit der Trinkwassergewinnung

17% des deutschen Trinkwassers wird bereits aus Flüssen oder Seen gewonnen. Das Wasser wird dabei durch eine Bodenpassage gefiltert und gelangt dann in die Brunnen der Wassergewinnung gelangt. Dieser Anteil wird in Zukunft mehr und mehr steigen. Allerdings stellt das einen Konfliktpunkt mit der Revitalisierung von Flüssen dar. Revitalisierung bedeutet oft, dass den Flüssen mehr Raum zum fließen gegeben wird, damit er wieder seine natürliche Strömung zurückerhalten kann: sogenannte Flussausweitungen. Das stellt in Punkto Trinkwassergewinnung folgendes Problem dar: die Strömung gewinnt mit den Flussausweitungen an Kraft und wird schneller. Die deutsche Gewässerschutzverordnung sieht vor, dass das Wasser mindestens 50 Tage im Grundwasser verblieben sein muss, damit es als Trinkwasser verwendet werden kann (zum Vergleich: in der Schweiz beträgt die Dauer 10 Tage). Diese Zeit soll dafür sorgen, dass es von Chemikalien und Keimen weitgehend gereinigt ist. Um die Verweildauer zu garantieren, gibt es sogenannte Wasserfassungen. Diese müssten größtenteils verlegt werden, damit die Reinheit des Trinkwassers weiterhin gewährleistet ist, was einen zusätzlichen Kostenfaktor bedeutet.

bookmark_borderWeltweite Auswirkungen als Folgen von Bewässerung

Posted on by Wassertechnik

Künstliche Bewässerung wirkt sich nicht nur lokal auf das Klima aus, sondern beeinflusst auch weit entfernt liegende Regionen. In Wüsten und trockenen Gebieten wird künstliche Bewässerung gefördert um überhaupt Landwirtschaft betreiben zu können, in feuchteren Regionen werden landwirtschaftliche einer zusätzlichen Bewässerung unterzogen, um die Ernteerträge zu steigern.

Je nach vorherrschendem Wetter unterscheiden sich die Methoden der Bewässerung. Bei Reisanbau wird sich der Anstauung von Wasser bedient, alternativ erfolgt eine punktuelle Ausbringung von Wasser mittels Schläuche und Düsen.

Die Beeinflussung von Anlagen zur Bewässerung wurde schon in vielen Studien untersucht. Die riesige Menge an Wasser, die durch Verdunstungsverfahren in den Luftraum abgegeben wird, deutet darauf hin, dass Bewässerung auf das weltweite Klima einen bedeutenden Einfluss haben muss. Doch wurde dies bisher nur an einigen wenigen Studien untersucht.

So wurde in Studien durchgeführt in Asien nachgewiesen, dass die Bewässerung auf diesem Kontinent sogar Auswirkungen auf das Klima in Afrika hat. Bis zu 40 Prozent des Niederschlags in verschiedenen Regionen Afrikas steht in Verbindung mit der Bewässerungswirtschaft in Asien.

Wie ist es möglich, dass die Bewässerung Asiens andere Erdteile mit beeinflusst?

Im Frühjahr auf der nördlichen Halbkugel ist der Feuchtestrom, welcher durch die Verdunstung von Bewässerungsanlagen aus Asien entsteht, schon riesig. Damit steigt die dadurch stattfindende Luftfeuchtigkeit an, während der Monate Februar und März bewegen sich bodennahe Winde des Arabischen Meeres gen Südwesten.

Daher gelangt ein riesiger Teil des atmosphärischen Wasserdampfs , der aus Bewässerungsanlagen aus Südasien entstammt, über das Arabische Meer nach Afrika. Durch diese Gegebenheiten wird die Luftfeuchtigkeit in Ostafrika spürbar erhöht.

In den Monaten April und Mai flaut der Wind ab, was zur Folge hat, dass der Feuchtestrom aus Asien versiegt. Das wiederum sorgt dafür, dass Wasserdampf im Mittleren Osten vermehrt nach Ostafrika abtransportiert wird.

Logischerweise führt die Zunahme von aufsteigendem Wasserdampf zu vermehrten Niederschlag. In vielen extremen Trockengebieten Afrikas entspricht dieser Niederschlag in etwa einem Drittel des Jahresniederschlags.

Zudem bedeutet die Bewässerung durchgeführt in Asien, dass der Monsun schwächer ausfällt, welche die Regenmenge während des Sommers bestimmt. Somit bedeutet Bewässerung nicht nur Zunahme von Niederschlag in fernab liegenden Regionen, sondern es kann auch eine Reduzierung zur Folge haben.

Auswirkungen bzw. Folgen der Bewässerung

Vermehrter Regen führt zwangsläufig zu einer Abkühlung der Erdoberfläche. Zusätzlich aufsteigender Wasserdampf begünstigt zudem die Bildung von Wolken. Dadurch erhöht sich die mittlere Wolkenbildung in der unteren Troposphäre um mindestens 7 Prozent, das wiederum reduziert die Sonneneinstrahlung spürbar. Diese zwei Vorgänge sorgen in den betroffenen Regionen dafür, dass es zu einer Abkühlung der Landoberfläche kommt.

Das Abklingen des Monsuns verringert den Regenfall in Gebieten Asiens, was zu einer geringeren Transpiration und somit zu einer Abkühlung der Erdoberfläche führt. Das kann an bestimmten Tagen zu einer verminderten Niederschlagsmenge beitragen und zu einem Anstieg der Temperatur bis zu 2 Grad Celsius führen.

Fazit

Verschiedene Studien haben bewiesen, dass die Folgen der Bewässerung bereits weltweit spürbar sind. Obwohl die Untersuchungen zumeist in asiatischen Gebieten ausgeführt wurden, deuten sie darauf hin, dass diese Auswirkungen auch in anderen Regionen höchstwahrscheinlich auftreten werden.

Unter anderem erreicht Wasserdampf von Anlagen zur Bewässerung mittels Advektion Russland, wodurch das Bodenklima mit beeinträchtigt wird. Auch die Bewässerung in südlichen Ländern Europas hat enorme Auswirkungen was die Feuchtigkeit Skandinaviens und Westeuropas angeht.

Sollte selbst in Zukunft die Bewässerungen effizienter und moderner ausgeführt werden, steigt der Bedarf an künstlicher Bewässerung fortlaufend an. In den nächsten zwei Jahrzehnten wird die künstliche Bewässerung sich um bis zu 50 Prozent erhöhen. Das ist nachzuvollziehen, wenn man bedenkt, dass eine steigende Bewässerungslandwirtschaft zwingend notwendig sein wird um den Bedarf an Lebensmitteln für eine wachsende Weltbevölkerung sicherzustellen.

Die künstliche Bewässerung bedeutet Umverteilung von Wasser, diese Umverteilung hat zwangsläufig Auswirkungen auf das Klima und somit auf den Energiehaushalt weltweit. Auch anderweitig hervorgerufene Klimaänderungen und abnehmende Frischwasserreserven erzeugen keine günstigen Auswirkungen.

Eine Reduzierung von bewässerten Regionen und gleichzeitig eine steigende Nachfrage von Lebensmitteln sowie weiter abnehmende Trinkwasserressourcen werden weiterhin auch solche Gebiete beeinflussen, die weitab vom Verursachungsort liegen.

Die Wissenschaft ist sich bewusst, dass es auf diese schwerwiegenden Folgen was das Klima betrifft, kaum zufriedene Antworten gibt. Es gibt Versuche, wie zum Beispiel Wassergewinnung in der Wüste, diesen negativen Auswirkungen entgegenzutreten. Allerdings sind diese Projekte noch in den Kinderschuhen und kostspielig. Langfristig gesehen muss ein Umdenken erfolgen, wenn man die Zukunft der Menschheit erfolgreich gestalten möchte.

bookmark_borderFlüssiges Wasser aus Wüstenluft gewinnen

Posted on by Wassertechnik

Wassergewinnung in der Wüste ist kein Märchen oder entspringt der Fantasie, sondern ist infolge neuerer Verfahren machbar. Forscher haben eine Systematik entworfen das Wasserdampf selbst bei geringster Luftfeuchtigkeit absorbiert und dabei das Wasser kondensieren lässt. Diese Vorgehensweise funktioniert ganz ohne Strom und wird infolge Sonneneinstrahlung in Gang gesetzt.

Wassergewinnung in der Wüste mittels Wasserdampf aus trockener Luft

Käfer und Pflanzen in heißen Gegenden der Welt machen davon Gebrauch und gewinnen Wasser aus der Umgebungsluft. Diese resistenten Bewohner ziehen Nutzen daraus, dass die Luft der unmittelbaren trockenen Umgebung Feuchtigkeit enthält in Form von Wasserdampf oder Nebel. Individuelle Strukturen der Oberfläche lassen diesen Wasserdampf oder Nebel auf den Zellkörpern kondensieren und versorgen sie dadurch mit Wasser in flüssiger Form.

Stellt sich nur die Frage: Ist das auch durch Ausführung von Menschenhand möglich?

Es gibt heutzutage Verfahren, mit denen Wasserdampf aus der Luft aufgefangen werden kann. Da das unter normalen Gegebenheiten nur mit hoher Luftfeuchtigkeit erreicht werden kann, benötigen dafür infrage kommende Technologien in der Wüste viel Energie um bei Trockenheit Wasser durch Kondensation gewinnen zu können.

Doch es geht dank neuester Methoden auch anders um aus trockener Wüstenluft Wasser zu gewinnen. Bei dieser Verfahrensweise wird einzig und allein Sonnenlicht als Energiequelle benutzt um ohne extra Energiezufuhr Wasser in der Wüste zu fördern.

Metallorganischer Zusammenschluss als Wasserabsorber

Gehalt des Ganzen ist ein metallorganisches Gerippe, welches als Wasserabscheider dient. Gestaltet werden kann das Ganze mittels kristallinen Werkstoffen aus Metallen und organischen Molekülen, das durch vielzählige Mikroporen eine riesige Oberfläche aufweist. Dabei wird mittels einem MOF-Würfel im Ausmaß eines Zuckerwürfels das Areal von sechs Fußballfeldern hervorgebracht. MOFs ist eine Abkürzung aus dem Englischen – metal-organics-frameworks.

Diese Stoffe können dadurch Wasserdampf unter normalen Gegebenheiten hervorragend absorbieren. Für diesen Fall wird das MOF während der relativ kühlen Nacht in einem offenen Behälter der Luft ausgesetzt. Der große Vorteil dieses Verfahrens, diese Methode funktioniert bei minimaler Luftfeuchtigkeit und das sind genau die Verhältnisse welche in Wüsten vorgefunden werden.

In durchgeführten Studien funktionierte diese Methode selbst bei einer Luftfeuchtigkeit von weniger als 40 Prozent.

Turnus Nacht und Nacht dient als Antrieb

Um das gelagerte Wasser wieder freizusetzen, ist es vollkommen ausreichend, das MOF zu erhitzen und die aufsteigende Luftfeuchtigkeit abzuscheiden. Dafür wird der außen angebrachte Tank frühmorgens geschlossen und der Hitze ausgesetzt. Das aufbewahrte Wasser verdunstet, kondensiert an der inneren Wand des äußeren Behälters und wird in einem Auffangbecken aufgesammelt.

Das Entscheidende bei dieser Sache, dieser Vorgang Wasserdampfabsorption und Abgabe Wasser gelingt bei normaler Raumtemperatur und durch die Temperaturunterschiede des Tag-Nacht-Wechsels, wie Studien belegen.

Weitere Fortschritte erzeugen enormes Interesse bezüglich Wassergewinnung in der Wüste

In jüngster Vergangenheit wurden weitere Tests nach billigeren und effektiveren Vorgehensweisen auf Aluminiumbasis ausgeführt. Dabei ist es den Forschern gelungen unter denselben Gegebenheiten doppelt so viel Wasser zu gewinnen. Nach Schätzungen könnten danach mit einem Kilogramm MOF täglich bis zu 400 Milliliter Wasser in der Wüste gefördert werden.

Es gibt diesbezüglich schon weitere Planungen, solche Wassergewinnungssysteme zu errichten. Vor allem die Methode auf Aluminiumbasis erregt enormes Interesse, weil es praktisch ausführbar und zugleich kostengünstig ist.

Fazit

Weil dieses Verfahren Wasserdampf aus trockener Luft erfolgversprechend ist und die dafür verwendeten Materialien immer wieder dafür eingesetzt werden können und das noch ohne Zufuhr von Strom, gilt es als erfolgversprechendes Modell. Dadurch besteht durchaus die Möglichkeit selbst entlegene Wüstengebiete mit Wasser zu versorgen, nach Meinung mehrerer Experten. Es besteht reges Interesse daran, dies zu realisieren.

Viele Programm sind schon in Vorbereitung um solche Systeme zur Wassergewinnung in der Wüste Wirklichkeit werden zu lassen. Vor allem die Anwendung der Grundlage Aluminium macht es vorteilhaft einsetzbar, weil es zur Zeit unschlagbar günstig ist.
Andere Materialien werden ebenfalls schon getestet und bei verschiedenen Projekten mitunter eingesetzt, vor allem unterschiedliche Metalle konnten hier schon ebenfalls überzeugen.

Vor allem in Zeiten von Erderwärmung und der Zunahme von Wüsten auf der ganzen Erde ergibt diese Methode durchaus Sinn. Es muss auch im Interesse der Industrienationen sein Wassergewinnung in der Wüste zu fördern und auch möglich zu machen. Das hilft den Menschen vor Ort und entlastet die Flüchtlingspolitik, Wasserförderung in der Wüste ist langfristig gesehen ein lohnendes Objekt und zukunftssicher. Eine gute Grundlage den Menschen in solchen Gebieten ein menschenwürdiges Dasein zu sichern, denn kaum einer verlässt seine Heimat schon gerne freiwillig.