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August 2010 Wasser-/Abwassernachrichten (News-Archiv)

Erwin Schrödinger-Preis 2010 für die Entwicklung eines Arsendetektors

idw-online.de, 26.08.2010

Vor allem in Südostasien leiden Millionen Menschen an chronischer Arsenvergiftung, da das Trinkwasser stellenweise mit Arsen verseucht ist. Bisher waren aufwändige chemische Analysen nötig, um die Arsenbelastung zu ermitteln, aber nun gibt es ein neues biologisches Testverfahren, das preiswert zuverlässige Aussagen trifft. Entwickelt wurde das neue Testverfahren von Professor Dr. Hauke Harms und Dr. Mona C. Wells vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ und Professor Dr. Jan-Roelof van der Meer von der Universität Lausanne. Dafür erhalten die Wissenschaftler den Erwin Schrödinger-Preis 2010, der mit 50.000 € dotiert ist.

Arsen ist hochgiftig und gerät in manchen Regionen der Erde durch die geologischen Verhältnisse oder Bergbauaktivitäten ins Trinkwasser. Vor allem in Südostasien, wo durch das rasche Bevölkerungswachstum in den letzten Jahrzehnten tiefere Grundwasservorkommen erschlossen werden mussten, sind mehr als 100 Millionen Menschen gefährdet. (...)

Bei dem neuen Verfahren zeigen gentechnisch veränderte Bakterien in Gegenwart von Arsen ein Leuchten (Lumineszenz) dessen Helligkeit ein Maß für die Arsenkonzentration ist. Mit Hilfe von mathematischen Methoden wurde die Genauigkeit und Zuverlässigkeit dieses Verfahrens deutlich gesteigert, so dass es inzwischen sogar genauer arbeitet, als einfache chemische Analysen.

Das ARSOlux®-Verfahren ist mit rund 1,5 $ pro Test nicht nur deutlich preiswerter, sondern auch aussagekräftiger als eine chemische Laboranalyse, sagen die Experten. Denn anders als eine rein chemische Analyse zeigen die Bioreporter-Bakterien an, wie stark Organismen bestimmte Chemikalien einbauen würden und treffen damit Aussagen zur Bioverfügbarkeit und damit auch zur Gesundheitsgefährdung durch vorhandene Substanzen.

In den letzten Jahren haben die Wissenschaftler das Verfahren in Messkampagnen in Vietnam und Bangladesch erprobt und gezeigt, dass der ARSOlux®-Test auch im Einsatz robuste Ergebnisse zeigt. (...) [weiter]

Gefräßige Mini-Umweltschützer
Golf von Mexiko: Ölabbauende Tiefseebakterien machen sich überraschend effektiv über Ölwolke her

wissenschaft.de, 25.08.2010

(...) Als direkte Folge der Havarie der Ölbohrplattform Deepwater Horizon im Golf von Mexiko treibt derzeit in einer Tiefe von 1.100 Metern eine etwa 35 Kilometer große riesige Ölwolke. Diese wird jedoch mit einer außergewöhnlich hohen Geschwindigkeit abgebaut. Um den Grund dafür herauszufinden, nahmen Wissenschaftler mehr als 200 Wasserproben von siebzehn verschiedenen Standorten innerhalb der Wolke. Mittels moderner gentechnischer Methoden wurden die Proben auf die mögliche Präsenz von ölabbauenden Mikroorganismen untersucht. Die von Wissenschaftlern identifizierten ortsansässigen Mikroben, zu denen auch eine bisher unbekannte Art zählt, bevorzugen eine kalte Umgebung, weshalb sie sich im Golf von Mexiko besonders wohlfühlen – dieser weist in diesen Tiefen eine Temperatur von etwa 5 Grad Celsius auf.

Die Tiefseebakterien unterscheiden sich in einem ausschlaggebenden Punkt von anderen Arten: Sie verbrauchen weniger Sauerstoff. Anderen ölabbauende Mikroorganismen geht nämlich schnell die Luft aus, sobald sie sich massenhaft vermehren. In der Folge können sogenannte „dead zones“ im Wasser entstehen, Regionen, in denen aufgrund des Sauerstoffmangels kein Leben möglich ist. Das scheint bei den in der Wolke entdeckten Mikroben jedoch nicht der Fall zu sein, die Sauerstoffkonzentrationen außer- und innerhalb der Wolke unterschieden sich nur geringfügig. (...) [weiter]

 

Australiens Trinkwasser kommt aus dem Meer
Nach zehn Jahren Dürre setzen die großen Städte trotz hohem Energieverbrauch auf Entsalzung

welt.de, 23.08.2010

(...) Eine Anlage zur Meerwasserentsalzung soll den chronischen Wassermangel in Australiens fünftgrößter Stadt Adelaide mit einer Million Einwohnern beheben. (...) Im Dezember soll das erste Glas Trinkwasser fließen. Auch die anderen Großstädte Sydney, Melbourne, Brisbane und Perth mit zusammen zwölf Millionen Einwohnern - mehr als der Hälfte der Gesamtbevölkerung - setzen auf das Meer zum Durststillen. Zehn Jahre Dürre haben das Land das Fürchten gelehrt. In diesem Jahr regnete es zwar wieder, aber die Behörden wollen sich nicht mehr auf das Glück verlassen.

Wenn die Anlagen alle fertig sind, soll ein Drittel des Trinkwassers der größten Städte aus Meerwasser gewonnen werden. Perth in Westaustralien machte 2006 den Anfang. Brisbane und Sydney folgten. In zwei Jahren dürften sechs Entsalzungsanlagen zur Trinkwasserversorgung in Betrieb sein. Die Kosten sind enorm. (...) Umgerechnet 1,2 Milliarden Euro sind veranschlagt. Alle Entsalzungsanlagen zusammen kosten mehr als neun Milliarden Euro.

Die Aufbereitung von Meeres- zu Trinkwasser ist unter Umweltschützern heftig umstritten. "Strom aus der Flasche" wird der Prozess genannt der Unmengen Energie verbraucht. Die Anlage in Adelaide dürfte auf 4,5 Kilowattstunden pro 1000 Liter kommen. Der Strom ist nötig, um das Wasser im sogenannten UmkehrOsmose-Verfahren unter Hochdruck durch halb durchlässige Membranen zu pressen. Rückstände, Keime und Salz bleiben zurück, übrig bleibt Trinkwasser. (...) 1500 Meter vor der Küste sind die Ansauganlagen. Das Wasser gelangt durch einen Tunnel unter dem Meeresboden in die Anlage. Der Durchlauf dauert eine halbe Stunde, dann ist das Trinkwasser fertig. Der Rest, Wasser mit einem doppelt so hohen Salzgehalt wie vorher, wird 1000 Meter vor der Küste zurück ins Meer gepumpt.

Auf Verlangen der Regulierungsbehörde muss die Anlage für Adelaide ihren Strombedarf mit erneuerbaren Energien decken. (...) Eine Milchmädchenrechnung, denn die Anlage ist an das ganz normale, vor allem durch Kohlekraftwerke gespeiste Stromnetz angeschlossen. Die Wasserwerke finanzieren zwar im Umfang ihres Verbrauchs Strom aus erneuerbaren Energien. Doch ohne Entsalzungsanlage könnten damit Zehntausende zusätzliche Haushalte mit Strom versorgt werden (...).

(...) Umweltorganisationen sind überzeugt, dass ein umweltfreundliches Aufbereiten von Regen- und Abwasser einen Großteil des Wasserbedarfs decken würde. Zusätzlich müssten die Australier zum Wassersparen angehalten werden. SA Water ist nicht überzeugt. "Entsalzung ist und bleibt die einzige klimaunabhängige Lösung", sagt Kumar. Den Preis zahlen die Verbraucher. In Adelaide soll sich der Wasserpreis in von fünf Jahren verdoppeln. Das dürfte jedenfalls einen erzieherischen Effekt in Richtung Wassersparen entfalten. [weiter]

 

Einsatz von Wasser- und Abwasserdesinfektionssystemen mit UV-Technologie

umweltruf.de, 21.08.2010

In den Oberflächengewässern Europas und Nordamerikas wimmelt es von Mikroorganismen wie Kryptosporidien und Giardien, und effiziente und umweltverträgliche Desinfektionssysteme sind daher von größter Wichtigkeit. Da UV-Bestrahlung erwiesenermaßen effizient in der Beseitigung derartiger Mikroorganismen ist, wird inzwischen der Einsatz von UV-Desinfektionssystemen in kommunalen Wasseraufbereitungsanlagen gefördert. Dieser Trend, zusammen mit einer kürzlich erfolgten Gesetzesratifizierung, eröffnet UV-Systemen gute Chancen im Markt.

Laut einer Studie (...) brachte es der Markt für UV-Wasser- und Abwasserdesinfektionssystemen im Jahr 2008 auf einen Umsatz von 388,3 Millionen US-Dollar, der bis zum Jahr 2015 auf 629,8 Millionen US-Dollar ansteigen soll.

Viele Großstädte, wie New York, Cincinnati, Washington D.C. und Paris haben in ihren Wasseraufbereitungsanlagen bereits UV-Desinfektionssysteme installiert. Auch die derzeitige europäische Gesetzgebung, wie die Badewasserverordnung und die Trinkwasserverordnung, treiben den Einsatz von UV-Desinfektionssystemen für die Trinkwassereinigung und Abwasseraufbereitung stark voran.

(...) Trotz der erheblichen Vorteile der UV-Desinfektionssysteme haben die hohen Kapitalkosten von UV-Technologie im Gegensatz zu den niedrigeren Kosten konventioneller chlorbasierter Desinfektionsmethoden bisher die Durchdringung preissensibler Märkte verhindert. Dieses Kostenungleichgewicht könnte sich jedoch umkehren. Eine Reihe führender Nationen hat kürzlich Verordnungen zur Kontrolle der Mengen von Chlorabwässern von Abwasseranlagen erlassen. Dadurch entstehen zusätzliche Kosten für die Dechlorierung des Abwassers vor der Ableitung, was zu einer beträchtlichen Erhöhung der Gesamtkosten von chlorbasierter Desinfektion geführt hat. Dieser Prozess der Chlorierung und Dechlorierung ist weitaus teurer als das UV-System und macht UV-Technologie dadurch kosteneffizienter.

Optimistische Prognosen für Trends im UV-Markt rechtfertigen sich weiterhin durch die allgemeine Tendenz, bei Industrieanlagen auf Chlordesinfektionssysteme zu verzichten. Aufgrund des Vorhandenseins von Restchemikalien in chlorbasiertem Prozesswasser, die den Herstellungsprozess beeinträchtigen können, suchen Industrieanlagen nach sichereren Alternativen für Desinfektionsmethoden. (...) [weiter]

 

Wird das Eis auf dem Nordpolarmeer immer dünner?
Forschungsflugzeug Polar 5 misst Meereiseisdicke nördlich von Grönland

idw-online.de, 20.08.2010

Die Meereisausdehnung in der Arktis wird im September ihr jährliches Minimum erreichen. Prognosen lassen vermuten, dass es nicht so gering ausfallen wird wie im Jahr 2007, dem Jahr der geringsten Ausdehnung seit Satelliten diese aufzeichnen. Meereisphysiker vom Alfred-Wegener-Institut sorgen sich trotzdem um das langjährige Gleichgewicht im Nordpolarmeer. Sie haben Indizien dafür, dass die Masse des Meereises schwindet, weil seine Dicke abnimmt. Um dies zu belegen, messen sie derzeit die Eisdicke nördlich und östlich von Grönland mit dem Forschungsflugzeug Polar 5. Ziel der gut einwöchigen Kampagne ist es, den Export von Meereis aus der Arktis zu bestimmen. Hierüber findet etwa ein Drittel bis die Hälfte des Süßwasserexports aus dem Nordpolarmeer statt – ein wichtiger Antriebsfaktor im globalen Ozeanströmungssystem.

(...) Satelliten erfassen die Ausdehnung des arktischen Eises seit mehr als 30 Jahren. Für die Bilanz, wie viel Meereis es gibt, ist neben der flächigen Ausdehnung auch die Dicke des Eises entscheidend. Diese lässt sich bisher jedoch nur vor Ort bestimmen: Beispielsweise mit Hilfe des so genannten EM-Bird, einem elektromagnetischen Messgerät, das Helikopter oder Flugzeuge in geringer Höhe über das Eis schleppen. (...)

Ungefähr 3000 Kubikkilometer Eis driften jährlich aus dem Nordpolarmeer, das entspricht etwa 2700 Milliarden Tonnen. Das Eis exportiert Süßwasser, das über Flüsse und durch Niederschläge ins Nordpolarmeer gelangt. So wird dessen Salzgehalt aufrechterhalten, der langfristig konstant war. Der weltweit beobachtete Temperaturanstieg ist in den arktischen Breiten besonders ausgeprägt. Seit mehreren Jahren beobachten Forscher, dass das Eis immer dünner wird. Dadurch speichert und exportiert es weniger Süßwasser, und der Salzgehalt (auch als Salinität bezeichnet) des Arktischen Ozeans nimmt ab. Dies beeinflusst einerseits alle Lebewesen, die sich an die Bedingungen angepasst haben. Andererseits wirken sich Änderungen in der Salinität auch auf Strömungsmuster der globalen Ozeanzirkulation und damit den meridionalen Wärmetransport aus. (...) [weiter]

 

Zucker gegen Ölpest
Gelatoren auf der Basis natürlicher Zuckerverbindungen binden Öl auf Wasseroberflächen

idw-online.de, 18.08.2010

Unsere Umwelt hat schon oft unter den katastrophalen Folgen einer Ölpest gelitten, jüngstes Beispiel ist der Austritt von Öl im Golf von Mexiko. Entsprechend dringend ist die Suche nach Möglichkeiten, Öl aus verseuchten Gewässern zu entfernen. Amerikanische Wissenschaftler (...) haben nun ein neuartiges Geliermittel entwickelt, das Öl zu einem Gel verfestigt, aus dem es später leicht wieder zurückgewonnen werden kann. Wie die Wissenschaftler vom City College of New York und der University of Maryland in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, basiert ihr Gelator auf natürlichen Zuckerverbindungen. (...)

Die Forscher mischten verschiedene Öltypen, von Rohöl über Diesel und Benzin bis zu organischen Lösungsmitteln, mit Wasser und gaben dann wenige Tropfen des neuen Gelators zu. Sofort bildete sich ein Gel und trennte sich von der Wasserphase. Das Gel wird dabei so fest, dass es den Testkolben wie ein Pfropfen verschloss. (...) Durch einfache Destillation unter Vakuum ließ sich das gebundene Öl anschließend vollständig aus dem Gel freisetzen. Nicht nur das Öl, auch der Gelator ist nach der Trennung wieder einsatzbereit. (...)
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Hochwasser in Sachsen als Mahnung begreifen
Flüsse brauchen mehr Raum – Potenziale in den Ländern endlich nutzen

idw-online.de, 12.08.2010

Die Bilder der verheerenden Hochwasser in Sachsen erinnern in erschreckender Weise an das katastrophale Hochwasser im Einzugsgebiet der Elbe vor 8 Jahren. Wie im August 2002 stehen auch jetzt wieder nach sintflutartigen Regenfällen zahlreiche Dörfer, Städte und Landstriche unter Wasser. (...) „Technischer Hochwasserschutz, insbesondere Deichsanierungen auf den bestehenden Trassen, wird auch in Zukunft allein nicht ausreichen, um mögliche Hochwasserkatastrophen abzuwenden. Nur ausgedehnte Flussauen können als natürliche Rückhaltebecken den Abfluss großer Wassermassen stetig verlangsamen und damit das Hochwasserrisiko im gesamten Flusslauf verringern“, (...) Dies gilt gerade auch für die betroffenen Flüsse Oder und Neisse, an denen durch Deichbau abschnittsweise mehr als 90 % der ehemaligen Überflutungsflächen verloren gegangen sind.
Nach Auffassung des Bundesamtes für Naturschutz sollte der verständliche Ruf der Länder nach Bundeshilfe auch dazu führen, dass die Potenziale für die Rückgewinnung von Überschwemmungsflächen und für die Renaturierung von Flussauen bundesweit gemeinsam erschlossen werden: Neben die bislang überwiegend technisch ausgerichteten Maßnahmen müssen vermehrt wirksame Maßnahmen eines naturverträglichen Hochwasserschutzes treten. (...) [weiter]

 

Neue Initiative für solarbetriebene Entsalzungsanlagen

energie-experten.org, 04.08.2010

Immer mehr Menschen beziehen ihr Trinkwasser aus dem Meer oder stetig salziger werdenden Quellen im Inland. Die Analysten des Branchendienstes Global Water Intelligence schätzen, dass 2008 weltweit 52 Millionen Kubikmeter Wasser täglich aus Entsalzungsanlagen stammten, was dem drei- bis vierfachen der deutschen Tagesproduktion entspricht. Bis 2016 soll sich diese Menge mehr als verdoppeln. Wie sich regenerative Energien künftig besser nutzen lassen, um salziges Meer- und Brackwasser in Trinkwasser zu verwandeln, zeigt eine aktuelle Studie der EU-Initiative „ProDes“.

Der größte Teil entfällt auf die arabischen Staaten am Persischen Golf. Weltweit an vierter Stelle liegt Spanien. Auch andere europäische Staaten wie Frankreich, Griechenland oder Italien setzen verstärkt Entsalzungsanlagen ein. Sei es, um die Wasserversorgung von Inseln, Siedlungen oder ganzen Städten sicherzustellen, Tourismus-Ressorts zu versorgen oder landwirtschaftliche Flächen zu bewässern. Während die meisten großen Anlagen auf Öl oder Gas angewiesen sind, können kleinere und mittlere teilweise oder komplett mit erneuerbaren Energien betrieben werden. (...)

Zur Entsalzung von Meer- und Brackwasser hat sich eine Reihe von Verfahren etabliert. Große europäische Entsalzungsanlagen basieren vorwiegend auf dem Umkehrosmose-Verfahren (...). Mit konventionellen Energien betriebene Anlagen können bis zu 400.000 Kubikmeter Trinkwasser pro Tag liefern. Bei den regenerativen Entsalzungsanlagen reicht das Spektrum von einfachen Solar-Destillen mit einer Kapazität von wenigen Litern pro Tag bis hin zu windbetriebenen Umkehrosmose-Anlagen für bis zu 2.000 Kubikmeter.

Es lässt sich jedoch nicht jede Anlage an jedem Standort einsetzen. Welche Technologie am besten geeignet ist, hängt vom Salzgehalt des Rohwassers, der örtlichen Infrastruktur und der benötigten Wassermenge ab. „Je abgelegener die Gebiete, desto rentabler und wirtschaftlicher ist es, regenerative Anlagensysteme zu verwenden und eine Wasseraufbereitung unabhängig von externer Energieversorgung aufzubauen“ (...).

Einen wegweisenden Überblick über die regenerativen Entsalzungstechnologien und den Stand der Technik bietet die „ProDes-Roadmap“. Sie zeigt zudem Strategien auf, wie sich rechtliche, finanzielle und politische Hindernisse überwinden lassen. (...) [weiter]

 

Oberharzer Wasserwirtschaft ist Weltkulturerbe

europaticker, 01.08.2010

Die UN-Organisation für Bildung, Wissenschaft, Kultur und Kommunikation (UNESCO) hat heute die Oberharzer Wasserwirtschaft zum Weltkulturerbe ernannt. Die Chinesische Mauer ist es seit 1987, die Pyramiden von Gizeh sind es seit 1979. Jetzt ist auch die Oberharzer Wasserwirtschaft aufgenommen. In Brasilia hat das Welterbekomitee entschieden, diese als Erweiterung des bestehenden Welterbes Erzbergwerk Rammelsberg und der Altstadt Goslar zum Weltkulturerbe zu ernennen. Das Gremium war sich einig, dass die Oberharzer Wasserwirtschaft einen außergewöhnlichen universellen Wert hat und mit voller Berechtigung Teil des UNESCO-Welterbes wird.

„(...) Die Aufnahme des größten, seit dem Mittelalter weiter entwickelten montanen Wasserwirtschaftssystems der Welt, ist eine berechtigte Auszeichnung für dieses Meisterwerk menschlicher Schöpfungskraft", sagte Niedersachsens Kulturministerin (...).

Was heute Wanderern wie eine ruhige und romantische Seen- und Teichlandschaft mit historischen Bauwerken am Wegesrand erscheint, ist mit Abstand das größte und bedeutendste vorindustrielle Energieversorgungssystem weltweit. Schon vor 800 Jahren hat das Wasser im Oberharz als entscheidende Kraftquelle die Wasserräder der Bergwerke und Hütten angetrieben, über- und untertage. Für den Abbau von Silber, Blei und Kupfer blieb die Wasserkraft bis ins späte 19. Jahrhundert die einzige Energiequelle. Dazu wurde Regenwasser in Gräben gesammelt, in Teichen gespeichert, zu den Verbrauchern hin- und später wieder abgeleitet. In keinem Bergbaurevier wurde jemals eine derartig hohe Anzahl von wasserwirtschaftlichen Objekten und komplexen Systemen angelegt und bis heute teilweise sogar in betriebsbereitem Zustand erhalten.

Die Väter der Oberharzer Wasserwirtschaft waren die Mönche in Kloster Walkenried. Das Zisterzienserkloster am südlichen Harzrand war bereits im frühen 13. Jahrhundert eines der reichsten Europas. Schon damals besaßen die Mönche ein kleines, voll funktionsfähiges und mit allen wichtigen Elementen ausgestattetes Wasserversorgungssystem. Jetzt zählt nicht nur dieses Wassersystem, sondern auch die bergbauliche „Betriebszentrale" Kloster Walkenried mit ihrer herausragenden gotischen Bausubstanz zum UNESCO-Weltkulturerbe.

Da auf dem Oberharz natürliche Fließgewässer so gut wie nicht vorhanden sind, musste großflächig das Regenwasser gesammelt und gespeichert werden. Hierzu wurden im Laufe der Zeit 149 Teiche gebaut, von denen 107 noch heute erhalten sind. Mit einem ausgeklügelten System an Wassergräben, die sich wie die Höhenlinien einer Landkarte über den ganzen Oberharz erstrecken, wurde das von den Hängen herablaufende Wasser aufgefangen und in Speicherteiche geleitet. Hierzu wurden die Hänge des Harzes auf mehr als 500 Kilometer Länge umgeformt. Über 300 Kilometer derartiger Gräben sind noch heute im Oberharz erhalten. (...) [weiter]