Hydrologie: Die Kunde vom Wasser

Wie kommt das Salz ins Meer?

Durch den Kreislauf des Wassers. Auf seinem Weg durch die Erdkruste reichert sich das Süßwasser mit Spuren von Natriumchlorid und anderen Mineralien an, die es aus den Boden- und Gesteinsschichten herauslöst. Über die Bäche und Flüsse wird diese gelöste Fracht nach und nach ins Meer transportiert, wo es sich im Laufe von Jahrmilliarden angereichert hat. Alles Wasser, das sich auf den Kontinenten befindet, stammt aus dem Meer. Ohne den Kreislauf des Wassers bliebe es jedoch ungenießbares Salzwasser, denn bei der Verdunstung von Meerwasser durch die Sonnenenergie verbleiben die im Wasser gelösten Salze in den Ozeanen zurück. Praktisch salzfrei kehrt der aufsteigende Wasserdampf über die Kondensation und den Niederschlag wieder auf den Erdboden zurück.

Drohen uns Kriege ums Wasser?

Möglicherweise, Konfliktforscher rechnen jedenfalls in den kommenden Jahrzehnten damit. Denn obwohl etwa zwei Drittel der Erdoberfläche von Wasser bedeckt sind, sind die Vorkommen an nutzbarem Trinkwasser begrenzt, zudem steht die Gewinnung von Trinkwasser in Konkurrenz zur Wassernutzung durch Industrie und Landwirtschaft. Der steigende Lebensstandard einer wachsenden Weltbevölkerung lässt die Vorräte schwinden. So ist zwar in Deutschland die Wasserversorgung noch gesichert, doch in vielen Teilen der Welt hat die Bevölkerung keinen (oder nur sehr beschwerlichen) Zugang zu unverschmutztem Trinkwasser.

Weshalb wird sauberes Wasser knapp?

Weil Landwirtschaft, Industrie und Haushalte große Schadstoffmengen in die Gewässer spülen. In Deutschland ist die Überdüngung (Eutrophierung) eines der größten Probleme bei der Reinhaltung der Gewässer. Dazu kommt es, wenn durch Abwässer zu viele Nährstoffe in Flüsse und Seen gelangen. Dadurch vermehren sich die Algen so stark, dass andere Pflanzen an Lichtmangel zugrunde gehen. Bei deren Zersetzung verbrauchen Mikroorganismen so viel Sauerstoff, dass Tiere und Kleinstlebewesen verenden – das Gewässer »kippt um«. Quellen der Nährstoffeinträge sind Waschmittelrückstände, Dünger und vor allem das Ausbringen von Gülle. Gülle enthält darüber hinaus Nitrationen, die in das Trinkwasser gelangen können. Nitrat selbst ist ungiftig, wird aber im Körper zu Nitrit umgesetzt, das sich schädlich auf das Hämoglobin auswirkt.

Auch die chemische Industrie trägt zur ständigen Gewässerbelastung bei. Werden etwa über einen längeren Zeitraum kleinere Mengen z. B. giftiger Schwermetalle wie Blei oder Quecksilber über das Wasser der Nahrungskette zugeführt, reichern sie sich im menschlichen Gewebe an. Daher führen auch sehr kleine Emissionen dieser Stoffe langfristig zu erheblichen Gesundheitsschäden.

Können Abwässer überhaupt gereinigt werden?

Ja, doch weil die Konzentration von Schadstoffen und Keimen im Abwasser so hoch ist, reicht die biologische Selbstreinigungskraft von Flüssen und Gewässern nicht mehr aus. Daher werden Abwässer in Kläranlagen gereinigt. In einer modernen Kläranlage durchlaufen die Abwässer zunächst eine mechanische, dann eine biologische Reinigungsstufe. In der mechanischen Reinigungsstufe werden Fest- und Schwebstoffe entfernt: Rechenartig angeordnete Gitterstäbe filtern grobe Verunreinigungen aus, Sand und andere Festkörper setzen sich in den folgenden Sandfängern fest. Das Wasser durchläuft dann große Becken, in denen sich Schwebstoffe absetzen können.

Die biologische Klärstufe entfernt vor allem Nährstoffe wie Stickstoff, Nitrat und Nitrit sowie Phosphate. Dies schützt die Gewässer vor Eutrophierung. Die Verfahren sind den natürlichen Reinigungssystemen der Gewässer entlehnt: Mikroorganismen nehmen die abzubauenden Stoffe auf, verdauen sie und scheiden leichter abzubauende und weniger gefährliche Stoffe wieder aus. Technisch erfolgt die biologische Reinigung, indem das mechanisch gereinigte Wasser über eine drei bis vier Meter hohe Schüttung aus porösem Naturstein oder Sand läuft, auf der sich die gewässerreinigenden Bakterien angesiedelt haben.