Informationen rund ums Wasser









Diese Übersicht dient als Wegweiser durch die Wasser 3.0 Welt. Alle aufgenommen Begriffe stehen in direktem Bezug zu unseren Arbeiten. Dazu gehören

Themen rund ums Wasser

allgemein, um

Wasser ohne Mikroplastik und Mikroschadstoffe

sowie auch um übergeordnete Anknüpfungspunkte, wie die Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen oder die nationale Wasserrahmenrichtlinie.
Aquatische Ökosysteme

Intakte Ökosysteme

stellen Rückzugsräume für Mensch und Natur dar und garantieren die

langfristige Verfügbarkeit von Wasser

. Die Wertschätzung von Ökosystemleistungen sowie die Methoden zur Ermittlung des Wasserbedarfs von Ökosystemen unterlagen in jüngerer Zeit einem erheblichen Wandel.

Eine methodisch konsistente, aktuelle und umfassende Zustandsbeschreibung der globalen Wasserressourcen und der damit verbundenen Ökosysteme ist daher eine zentrale Voraussetzung für fundierte regionale und globale Zielsetzungen. Ohne eine gesicherte Wasserversorgung und eine effiziente Abwasserentsorgung sind eine erfolgreiche Armutsbekämpfung, gesellschaftlicher Wohlstand, gesundes Wirtschaftswachstum und effizienter Umweltschutz nicht möglich.
Kläranlagen

Deutschlands Abwassermenge betrug im Jahr 2013 rund 9.8 Milliarden Kubikmeter und besteht im Wesentlichen aus Schmutz-, Fremd- und Niederschlagswasser. Der reine Schmutzwasseranteil aus privaten Haushalten, Gewerbe und Industrie entspricht bereits ca. 50 % der gesamten Abwassermenge, die den kommunalen Kläranlagen zugeführt wird. Die übrigen etwa 50 % setzen sich aus nahezu gleichen Teilen aus Niederschlags- und Fremdwasser zusammen.

In der Kläranlage findet der Abwasserreinigungsprozess statt. Dieser besteht in Deutschland in den meisten Kläranlagen aus drei Reinigungsstufen: mechanisch, biologisch, chemisch. Nachdem diese durchlaufen sind, wird das gereinigte Abwasser in den natürlichen Wasserkreislauf, z. B. in das nahegelegene Fließgewässer, den sogenannten Vorfluter, eingeleitet.

Seit einigen Jahren ist bekannt, dass es Abwasserinhaltsstoffe gibt, welche während der Abwasserreinigung in der Kläranlage lediglich geringfügig bis gar nicht entfernt werden können. Die Rede ist von anthropogenen Spurenstoffen (oder Mikroschadstoffen) und Mikroplastik.
Umweltqualitätsnormen

Die Einstufung des chemischen Zustands eines Oberflächenwasserkörpers richtet sich nach den Umweltqualitätsnormen, die in der Oberflächengewässerverordnung (aktuelle OGewV vom 20.06.2016) geregelt sind.

Die UQN oder Umweltqualitätsnorm stellt die Konzentration eines bestimmten Schadstoffs oder einer bestimmten Schadstoffgruppe dar, die in Wasser, Schwebstoffen, Sedimenten oder Biota (Fische, Muscheln) aus Gründen des Gesundheits- und Naturschutzes nicht überschritten werden darf.

Derzeit gehen 45 prioritäre Stoffe oder Stoffgruppen in die Bewertung ein. Dazu gehören Metalle, Pestizide und weitere Chemikalien. Wird für einen der Stoffe oder Stoffgruppen die UQN überschritten, ist der chemische Zustand für diesen Oberflächenwasserkörper bereits als „nicht gut“ einzustufen.
4. Reinigungsstufe in Kläranlagen

Die Anforderungen an eine vierte Reinigungsstufe für die zentrale Abwassersanierung sind komplex. Einerseits muss die Reinigungsstufe ein breites Spektrum an problematischen Substanzen weitgehend entfernen können, andererseits gilt es auch, unerwünschte Nebenprodukte, die beispielsweise durch chemische oder biologische Umwandlungen entstehen, zu vermeiden oder für den Kläranlagenbetreiber kontrollierbar zu gestalten.

Zusätzlich muss die vierte Reinigungsstufe für geschultes Personal einfach zu bedienen sowie in eine bestehende Anlage integrierbar sein. Ein angemessener, vertretbarer, Kosten/Nutzen-Faktor ist zugrunde zu legen.

Zum aktuellen Zeitpunkt stehen verschiedene Verfahren als vierte Reinigungsstufe zur Entfernung von Schadstoffen zur Verfügung. Diese können aufgrund ihrer jeweiligen Wirkmechanismen in adsorptiv, oxidativ, biologisch und physikalisch unterteilt werden.

Alle Verfahren sind miteinander kombinierbar, jedoch gilt es zu berücksichtigen, dass jedes einzeln betrachtet limitierende Faktoren besitzt, die auch durch die Kombination zweier Verfahrensansätze nicht gänzlich eliminiert werden können. Häufig handelt es sich bei den verfahrenstechnischen Grenzen um z. B. die Ungewissheit über Nebenprodukte bei oxidativen Verfahren, Schlupf und Desorption von Pulveraktivkohle, hohe Verbräuche chemischer Hilfsmittel, Wirtschaftlichkeitsfaktoren oder personelle bzw. räumliche Kapazität. Auch Investitionskosten wie der bauliche Aufwand sind für Kläranlagen mit weniger günstigen Rahmenbedingungen limitierende Faktoren.
Virtuelles Wasser

Der Begriff 'virtuelles Wasser' beschreibt, welche Menge Wasser zur Herstellung eines Produkts – egal ob industriell oder landwirtschaftlich – verbraucht wird.

Ein Bespiel: Zur Herstellung von einem Kilogramm Rindfleisch werden etwa 16.000 Liter Wasser verbraucht. Berechnet werden neben dem Wasser zum Tränken der Tiere u.a. das Wasser, das beim Anbau der Futtermittel für die Tiere verbraucht wird.

Berechnet man den virtuellen Wasserverbrauch, verbrauchen wir in unseren Breitengraden pro Tag knapp 4000 Liter Wasser. Für den durchschnittlichen täglichen Bedarf für grundlegende Hygiene, Kochen, Trinken brauchen wir rund 125 Liter "sichtbares" Wasser.
Wasserknappheit

Aktuell sieht es so aus, dass in den meisten Industrieländern kaum Wasserknappheit besteht, die Hygienebedingungen hervorragend sind und die Industrien im Bereich der Wassereinsparung und Wasserreinigung das machen, was der Staat ihnen auferlegt. Eine Selbstverpflichtung, die Umwelt zu schützen, gibt es kaum und es sieht auch nicht so aus, als ob die Staatengemeinschaft an dieser Schraube in den nächsten Jahren Impact-orientiert drehen wird. Es sei denn, die Belastungen nehmen weiter so zu, dass die Auswirkungen auf das Ökosystem den Menschen mehr und mehr erreichen, sichtbar und spürbar werden. Spätestens dann wird der gesellschaftliche Druck so hoch sein und zu Entscheidungen führen, die das Wasser und unseren Planeten wirklich schützen.

In den Ländern des Globalen Südens sind die Auswirkungen von Wasserverschmutzung und Wasserknappheit bereits sehr deutlich sichtbar.

Seit dem Jahr 2000 ist die Weltbevölkerung um mehr als 1 Milliarde Menschen auf derzeit 7,3 Milliarden Menschen angewachsen. Im gleichen Zeitraum ist der globale Wasserbedarf um etwa 20 Prozent gestiegen. Die Situation wird durch den bis zum Jahr 2050 prognostizierten weiteren Anstieg des globalen Wasserbedarfs um zusätzliche 55 Prozent und die damit einhergehenden zunehmenden Nutzungskonflikte verschärft.

Die Übernutzung der globalen Wasserressourcen prägt bereits heute das Erscheinungsbild der Erde. Der Wassermangel hat dabei nicht nur Folgen für den einzelnen Menschen, die Ökosysteme und die wirtschaftliche Entwicklung. Unzureichende Basisversorgung mit Wasser ist zusätzlich auch ein Faktor, der die Stabilität politischer Systeme schwächen kann. Für das Jahr 2050 wird erwartet, dass 40 Prozent der Weltbevölkerung in Gebieten mit Wasserstress lebt.

Die zunehmende Menge an problematischen Inhaltsstoffen in Verbindung mit Wasserknappheit birgt eine brisante Mischung. Die Frage, ob Wasser ein Menschenrecht oder Wirtschaftsgut ist, ist hierbei nur eine von vielen, wenn es um den Schutz unserer Umwelt und uns Menschen geht.
Auswirkungen von Wasserknappheit: Mangel an sanitärer Grundversorgung

Weltweit sind ca. 1,2 Milliarden Menschen von

extremer Wasserknappheit bedroht

und rund 748 Millionen Menschen haben keinen

Zugang zu sauberem Trinkwasser

.

Mehr als doppelt so hoch ist mit 2,5 Milliarden jedoch die Zahl derjenigen, die

ohne sanitäre Grundversorgung

leben müssen, d. h. sie haben weder eine Toilette, noch einen Anschluss an die Abwasserentsorgung. Die Folgen, die sich hieraus für die betroffenen Menschen selbst, aber auch für die ökonomische und ökologische Entwicklung ihrer Heimatländer ergeben, sind enorm.

Besonders betroffen sind Städte im Globalen Süden. Dort sind auf verhältnismäßig engstem Raum sowohl der Wasserverbrauch als auch der Verschmutzungsgrad desselben wie auch die anfallende Abwassermenge besonders hoch. Häufig fehlen adäquate Infrastrukturen zur Abwasserentsorgung und -wiederaufbereitung, sodass den Bewohnern dieser Städte zumeist nur schmutziges Wasser zur Verfügung steht. Eine zuverlässige Trinkwasserversorgung und eine effiziente Abwasserentsorgung gehen Hand in Hand. Dies spiegelt sich auch in Ziel 6 der UN-Nachhaltigkeitsziele Sauberes Wasser und Sanitäre Einrichtungen.
Wasserkreislauf

Der Begriff Wasserkreislauf beschreibt den Transport und die Speicherung von Wasser. Das Wasser wechselt währenddessen den Aggregatzustand, dadurch geht nie Wasser verloren.

Wasser aus Meeren, Flüssen und Seen verdunstet und steigt als Wasserdampf in die Atmosphäre auf. Die dadurch entstehende Luftfeuchtigkeit wird von dem Wind an das Festland transportiert. Wenn die feuchte Luft auf kalte Luftschichten trifft, so schiebt sie sich darüber und steigt auf, ebenso wenn sie auf Bergflanken trifft oder über warmem Untergrund erwärmt wird. Wenn die Luft aufsteigt, kühlt sie sich ab. Kalte Luft kann aber weniger Wasserdampf aufnehmen als wärmere, daher kondensiert der in der Luft enthaltende Wasserdampf ab einer gewissen Höhe. Dabei entstehen Wolken. Werden die Wassertröpfchen groß genug, kommt es zu Niederschlägen. Das Wasser fällt in Form von Regen, Schnee oder Hagel zur Erde zurück. Dort sammelt sich das Wasser und fließt dann über Flüsse und Bäche wieder ins Meer.
Wasserqualität

Die Wasserqualität kann als Maß für die Eignung von Wasser für eine bestimmte Verwendung auf der Grundlage ausgewählter physikalischer, chemischer und biologischer Eigenschaften angesehen werden.

Zur Einschätzung der Wasserqualität oder des Zustands eines Gewässers werden i.d.R. verschiedene analytische Untersuchungen durchgeführt. Dazu gehören unter anderem die Bestimmung des Chemischen Sauerstoffbedarfs (CSB) oder Biologischen Sauerstoffbedarfs (BSB) sowie pH-Wert, Trübung, Leitfähigkeit, Wasserhärte, Gesamt-Stickstoff und Gesamt-Phosphor.

Diese Basisanalysen geben einen ersten Eindruck, jedoch keinen umfassenden Einblick. Um eine vollumfängliche Aussage zur Wasserqualität machen zu können, müssen weitere Untersuchungen (u.a. Analyse auf Mikroschadstoffe, Mikroplastik), aber auch Einordnungen der Werte im Hinblick auf die Umweltqualitätsnormen durchgeführt werden.

Man unterscheidet zwischen chemischem und ökologischem Zustand. Für den chemischen Zustand werden die Umweltqualitätsnormen herangezogen, für den ökologischen Zustand dient in Deutschland und der EU die Wasserrahmenrichtlinie als Basis.
Wasserrahmenrichtlinie

Die Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) beschreibt Maßnahmen für integrierte Gewässerschutzpolitik. Sie wurde in der Europäischen Gemeinschaft am 22. Dezember 2000 mit dem Tag der Veröffentlichung im Amtsblatt gestartet. Die Staatengemeinschaft möchte mit dem Ansatz der integrierten Gewässerschutzpolitik in Europa, die auch über Staats- und Ländergrenzen hinweg geht, eine koordinierte Bewirtschaftung der Gewässer innerhalb der Flusseinzugsgebiete, erreichen.

Die Einstufung des in der WRRL verankerten Begriffs des ökologischen Zustands bzw. Potenzials der Flüsse, Seen, Übergangs- und Küstengewässer erfolgt über sogenannte biologische Qualitätskomponenten der Gewässerflora und –fauna. Die im Wasser lebenden Fische, Wirbellosen, Makrophyten oder Phytoplankton sind gute Indikatoren, um über die Qualität der Gewässer Aussagen machen zu können. Für alle Organismengruppen wird daher die Artenzusammensetzung und Artenhäufigkeit erfasst und bewertet, bei den Fischen zusätzlich noch die Altersstruktur der Lebensgemeinschaft und beim Phytoplankton die Biomasse.
Wasserverschmutzung

Während in Afrika und anderen Entwicklungsländern die Verseuchung des Wassers mit Krankheitserregern (noch) die größte Gefahr darstellt (Abwasser, Infektionskrankheiten), ist in europäischen und anderen Industrieländern die Verschmutzung des Wassers mit Chemikalien das Hauptproblem. In den Medien sehr präsent ist die Belastung des Wassers durch Medikamente, per- und polyfluorierte Substanzen, Nitrat und Mikroplastik.

Bisher waren es hauptsächlich noch nicht ausreichende analytische Methoden, die uns wenig bis gar nichts über die tatsächlichen Belastungsgrade sagten. Mit dem Ausbau der kommunalen Kläranlagen auf drei Stufen (mechanisch, biologisch und chemisch), dachte man, dass man den Schadstoffcocktail in den Griff bekommen könnte.

Doch wie sich heute zeigt, gibt es viel mehr Faktoren, die zu beachten sind, ebenso nehmen die Konzentrationen der problematischen Inhaltstoffe und deren Komplexität hinsichtlich der Entfernung und auch im Verhalten in der Umwelt kontinuierlich zu.

Die verbesserte Analytik beweist es. Es sind nicht nur die vermeintlich hohen Konzentrationen (z. B. Phosphate), die in der Kläranlage entfernt werden müssen, um die Eutrophierung (Umkippen der Gewässer) einzudämmen, sondern die Mikroschadstoffe, die Kleinstmengen, die uns mehr und mehr Probleme bereiten, weil sie oftmals giftiger und gefährlicher sind.