Eine Folge zunehmender Industrialisierung und Zivilisation ist unter anderem auch der steigende Wasserbedarf. In vielen Ländern der Dritten Welt kommen Gemeinden noch mit durchschnittlich 12 Liter pro Kopf und Tag aus - in den europäischen Städten dagegen liegt der Pro-Kopf-Verbrauch bei 150 Liter, in den großen Stadtgebieten der USA und in den deutschen Städten sogar bei etwa 250 Liter.
Wasserverbrauch und Wasservorkommen
Während der Haushalt-Wasserverbrauch ständig ansteigt, bleibt er dennoch, verglichen mit dem Bedarf in Industrie und Landwirtschaft, vergleichsweise klein. Zur Herstellung von einem einzigen Kilogramm Stahl benötigt man bereits 300 Liter Wasser, von dem allerdings ein Teil zurückgewonnen werden kann. Der gesamte tägliche Wasserverbrauch einer Stadt der westlichen Welt, Haushalts- und Industrieverbrauch zusammengenommen, beträgt häufig bis zu 2000 Liter pro Kopf.
Wesentlich größer noch ist der landwirtschaftliche Wasserbedarf. Für das Wachstum von einem Kilogramm Weizen sind 1500 Liter Wasser erforderlich. Dieser Bedarf wird zwar zum Teil durch Niederschläge gedeckt, zum anderen Teil jedoch muss künstliche Bewässerung zugeführt werden.
Wasser ist die am häufigsten vorkommende chemische Verbindung auf der Erde und befindet sich in ständigem Umlauf, aber der Wasserbedarf des Menschen übersteigt in vielen Gebieten die jeweils zur Verfügung stehende Wassermenge erheblich. Man ist daher auf die Technik angewiesen, um das Wasser dorthin zu leiten, wo es gebraucht wird, und es nötigenfalls zu reinigen.
Wassergewinnung und Speicherung
Das meiste Nutzwasser stammt aus künstlichen Brunnen, durch die das Grundwasser an die Oberfläche gepumpt wird. Der frühere Dorfbrunnen ist ein Beispiel für die Grundwassernutzung: Man gräbt einen Schacht einfach so tief, bis man den Grundwasserspiegel erreicht hat, und fördert das Wasser mit Schöpfeimern.
In manchen Gebieten - wie etwa in Wüstengegenden - gibt es unterirdische, fossile Wasservorräte. Ihre Nutzung hat etwas mit dem Bergbau gemeinsam: Das Wasser wird nicht durch natürlichen Nachfluss ersetzt, sondern man nutzt die vorhandene Menge, bis sie sich erschöpft hat.
Unter Druck stehendes Grundwasser kommt durch Bohrungen als »artesischer Brunnen« von selbst an die Erdoberfläche, ohne dass Pumpen notwendig wären. Dieser Brunnen ist nach der französischen Landschaft Artois benannt. Hier wurde 1126 zum ersten Mal ein solcher Brunnen angelegt. Viele artesische Brunnen gibt es noch in Australien,
Zur Nutzung von Oberflächenwasser gibt es drei Methoden: Man kann es aus Flüssen oder Seen pumpen, Flusswasser kann man mit Hilfe von Dämmen in Kanäle oder Rohrleitungen abzweigen, Täler kann man mit Dämmen absperren und das gestaute Wasser nach Bedarf ableiten oder abpumpen.
Gespeichert wird Wasser meist dadurch, dass es in große offene Becken gepumpt wird oder in Stauseen aufgestaut wird, die sich hinter dem Damm einer Talsperre bilden.
Wasserreinigung
Natürliches Wasser ist selten sauber. Flüsse in Niederungen führen häufig organische Säuren mit sich, Grundwasser nimmt Mineralsalze, Calciumcarbonat und Fluoride auf, von denen nur begrenzte Mengen im Trinkwasser enthalten sein dürfen.
Die Industrialisierung schaffte neue Probleme: Industrieabwässer verursachten chemische Verschmutzungen, Stadtkanalisationen bakteriologische Verseuchungen der Gewässer. Um Abhilfe zu schaffen, haben zahlreiche Länder Gesetze gegen chemische Verunreinigungen aller Art erlassen, spezielle Wasserbehandlungsverfahren verhindern die Verseuchung durch Bakterien.
Die Grundprozesse der Wasseraufbereitung sind Sedimentation, Filtration, Belüftung und Entkeimung. Sedimentation findet in flachen Großbehältern statt, in denen Feststoffpartikel langsam zu Boden sinken. Gefördert wird dieser Vorgang durch Zugabe von Flockungsmitteln, die dazu führen, dass kleinste Partikel zusammenklumpen. Die Filtration erfolgt in Sandbecken, durch die das Wasser geleitet wird und in denen spezielle Bakterien organische, im Wasser enthaltene Substanzen in harmlose Verbindungen zerlegen. Daneben gibt es auch Schnellsandfilter, die in ihren Ausmaßen wesentlich kleiner sind und das Wasser zwanzigmal schneller filtern, allerdings nicht völlig bakterienfrei machen.
Belüftungsanlagen erhöhen den Gehalt an gelöstem Sauerstoff und reduzieren den Kohlendioxidgehalt des Wassers. Der erhöhte Sauerstoffgehalt beschleunigt den Abbau fäulnisfähiger Stoffe durch aerobe Bakterien. Hochgradig bakteriologisch verseuchtem Wasser werden geringe Mengen von Chlor oder Ozon zum Abtöten schädlicher Mikroorganismen beigegeben. Bereits eine Konzentration von 0,0001 % Chlor tötet in vier Minuten alle Keime. Besonders sauberes Wasser erhält man durch die Demineralisierung. Dabei werden mit Hilfe von Ionenaustauschern gelöste Mineralien vollständig entfernt.
Überall dort, wo Süßwasser knapp, aber Seewasser vorhanden ist, kann man durch Entsalzung aus dem Meerwasser Trinkwasser für die Menschen und Nutzwasser für die Landwirtschaft gewinnen. Die wichtigsten Prozesse sind hierbei die Destillation, die Elektrodialyse, die umgekehrte Osmose und das Ausfrieren. In den meisten Entsalzungsanlagen wird heute die mehrstufige Destillation angewandt, als Wärmequelle dient Wasserdampf.
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