Fünf innovative Wassertechnologien, die die Welt verändern könnten

Wassertechnologie

Das Leben in der westlichen Hemisphäre kann den Blick auf die Realität in der Gesamtheit der Welt oft verzerren. Die meisten westlichen Nationen, insbesondere die in Nordamerika, betrachten selten die Tatsache, dass die Trinkwasserversorgung der Welt in bemerkenswertem Maße abnimmt. Zahlreiche Studien wurden von verschiedenen Forschungsgruppen und Ökologen durchgeführt. Wir haben festgestellt, dass 70 Prozent der Erdoberfläche von Wasser bedeckt sind, der überwiegende Teil dieses Wassers jedoch aus Salzwasser besteht, das nicht trinkbar ist. Nur drei Prozent des Wassers auf der Erde besteht aus Süßwasser, und hier liegt das Problem. Die Rate, mit der Wasser verbraucht wird, ist nicht nachhaltig.

Glücklicherweise gibt es eine Reihe innovativer Projekte, die sich mit dem Wassermangel sowie mit der sauberen Wasserkrise befassen, die den Planeten in Schwierigkeiten bringt.

Nicht traditionelle Wasserversorgung

Ein innovativer Ansatz zur Bewältigung der schrumpfenden Süßwasserversorgung auf der Erde besteht in der Verwendung nicht traditioneller Wasservorräte. Das Texas Water Development Board hat sich verpflichtet, an Forschungs- und Demonstrationsprojekten teilzunehmen, die zur Weiterentwicklung der Technologie zur Verbesserung der Wasserfiltration und -verteilung erforderlich sind.

Derzeit verwaltet das Texas Water Development Board im Rahmen seines Entsalzungsprogramms eine Reihe von Zuschüssen für Brackwasser- und Meerwasserentsalzungsprojekte. Bislang hat die Organisation bereits 17 Grundwasserentsalzungsprojekte und 10 Meerwasserprojekte finanziert.

Ein weiterer innovativer Ansatz, den die TWDB zur Bewältigung der Wasserkrise unternommen hat, ist die Entwicklung eines Aquifer-Charakterisierungssystems, das der systematischen Kartierung und Charakterisierung der kleineren und großen Aquifere im Bundesstaat Texas dient.

Nanotechnologie in der Filtration

Die Filtration spielt eine wichtige Rolle im Vorbereitungsprozess, damit Wasser sicher für den Verbrauch und die Verwendung in Haushalten und Unternehmen geeignet ist. Während westliche Bewohner im Allgemeinen vor der dunklen Seite von ungesundem Trinkwasser geschützt sind, hat der kürzlich umstrittene Umgang mit der Wasserversorgung in Flint, Michigan, gezeigt, wie wichtig es ist, sicherzustellen, dass Trinkwasser nicht kontaminiert wird. Der Einsatz von Aufbereitungsanlagen und hochentwickelten Pipelines dient derzeit der Versorgung der Weltbevölkerung mit Trinkwasser, das als sicher gilt.

Da die Nachfrage nach gesünderem Wasser steigt und gleichzeitig mehr Wasser gefordert wird, ist der Bedarf an innovativeren Ansätzen, um die Wasserversorgung effektiv zu filtern, zentral.

Laut einem Bericht der Weltgesundheitsorganisation (WHO) sterben mehr als 1,6 Millionen Menschen an Durchfallerkrankungen, die eine direkte Folge des Mangels an sauberem Trinkwasser und unzureichender sanitärer Einrichtungen sind. Forscher haben eine für sie langfristige Lösung für diese Epidemie entwickelt. Im Zentrum der Idee steht ein Wasseraufbereitungsprozess mit Nanotechnologie.

Mit dieser neuen Technologie werden Bakterien, Mikroben und andere giftige Stoffe für Trinkwasser durch den Einsatz von Nanopartikeln aus Verbundmaterial entfernt. Diese Nanopartikel geben Silberionen in das Wasser ab und zerstören dabei jegliche Verunreinigungen. Es wird angenommen, dass diese Technologie weltweit Hunderttausende Leben retten wird. Noch beeindruckender als die Effektivität dieser Technologie ist die Tatsache, dass sie immens erschwinglich ist und die Kosten für die Familie 2,50 US-Dollar pro Jahr betragen.

Seit Jahrzehnten suchen Forscher nach kostengünstigen Filtrationsverfahren, die dazu beitragen, sauberes Wasser für alle verfügbar zu machen.

Membranchemie

Die Entwicklung der Membrantechnologie und -chemie ist auch von zentraler Bedeutung, um die mit der Bewältigung der globalen Wasserkrise verbundenen Anforderungen zu erfüllen. Bei der Membrantechnologie wird das Wasser durch Membranen geleitet, um gefiltert zu werden, und dieses Konzept spielt seit einiger Zeit eine wichtige Rolle im Wasserreinigungsprozess. Bei der neuesten Technologie, die die Membranchemie verwendet, können die Membranen, durch die das Wasser hindurchtritt, einen Durchmesser von nur 10 oder 20 Nanometern haben, was 3.000 Mal feiner ist als das menschliche Haar.

Zwar gibt es diese Technologie schon seit mehreren Jahren, sie befindet sich jedoch noch in der Forschungsphase. Obwohl selten erwähnt, leistet die Chemie nach wie vor einen bedeutenden Beitrag zu einer Reihe innovativer Wasserreinigungs- und -behandlungslösungen, z. B. zur Umwandlung von Salzwasser in frisches Trinkwasser, das für den menschlichen Gebrauch geeignet ist.

Den neuesten Innovationen in der Wassertechnologie ist zu verdanken, dass die Kosten für entsalztes Wasser von $ pro Kubikmeter auf bis zu 0,50 $ pro Kubikmeter gesenkt wurden. Was die Wasseraufbereitung erschwinglicher macht, ist der Einsatz von Keramikmembranen. Da sich die Kosten, die Lebensdauer und die Integrität von Systemen auf Membranbasis verbessert haben, wird ihre Rolle für die Zukunft des Wassermanagements immer wichtiger.

Meerwasserentsalzung

Während die Meerwasserentsalzung vielversprechend für den Ausbau der Wasserversorgung der Erde ist, bleibt sie immer noch außerordentlich teuer - vor allem aufgrund der Umkehrosmosetechnologie, die sehr viel Energie verbraucht. Gegenwärtig verbraucht diese Technologie für jeden gefilterten Meter Wasser rund 4 Kilowattstunden Energie.

Es gibt eine Reihe von Lösungen für dieses Problem, die derzeit untersucht werden. In Singapur, einem Land, das vor mehr als einem Jahrzehnt seine erste Meerwasserentsalzungsanlage eröffnete, untersuchen Forscher die Nutzung der Biomimikry - so wie natürliche biologische Prozesse, durch die Euryhalin-Fisch- und Mangrovenpflanzen Meerwasser mit minimalem Energieverbrauch extrahieren. Ein weiterer innovativer Ansatz, der derzeit getestet wird, ist die Verwendung biomimetischer Membranen, die mit Aquaporin verstärkt wurden. Hierbei handelt es sich um Zellen, die eingebettete Membranen sind, die Wasser selektiv durch die Zellen transportieren und dabei die Fähigkeit haben, Salze auszublocken.

Intelligente Überwachungspraktiken

Es wird geschätzt, dass allein die Entwicklungsländer durch ihre Verteilungsnetze pro Tag 45 Millionen Kubikmeter Wasser verlieren. Die überwiegende Mehrheit davon ist auf schlechte Überwachungssysteme zurückzuführen. Undichtigkeiten sind nicht nur ein Kostenproblem für die Unternehmen, sie belasten auch die bereits gespannte Wasserversorgung. Durch die Verwendung intelligenter Überwachungstechnologie können Leckagen schneller erkannt und repariert werden, wodurch der Wasserverlust reduziert wird.

Obwohl es sich etwas melodramatisch anhört, könnte die Entwicklung der hier aufgeführten innovativen Wassertechnologien die Welt buchstäblich retten. Während diese Innovationen vielversprechend sind, ist das wichtigste Instrument gegen die wachsende Wasserversorgung die Aufklärung über die Bedeutung von Wassereinsparung und -management auf allen Ebenen.

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